Nature：生物学家数十年来所知的这一现象的真正含义——卵子中的性别之战

受精后，精子和卵细胞的细胞核会立即展开大小竞争，这对于胚胎的正常发育至关重要。这项由神户大学参与的小鼠研究最终揭示了生物学家数十年来所知的这一现象的真正含义。

在生命之初，卵子和精子融合形成生物学家所称的“受精卵”，即受精卵。在小鼠和人类等哺乳动物中，这些细胞的DNA携带细胞核并不会立即融合，而是保持分离状态，称为“原核”，直到第一次细胞分裂前才会融合。“这个事实几十年来一直为人所知，但没有人真正理解这种分离存在的原因。人们只是将其视为一种描述性特征，而不是需要通过实验验证的东西，”神户大学发育生物学家KYOGOKU Hirohisa说。

事实上，分离的细胞核可能会增加第一次细胞分裂出错的风险。因此，在辅助生殖领域，母系和父系原核早期融合的胚胎引起了人们的关注，但已知这些胚胎发育至足月的概率较低。

Hirohisa教授专门研究受精后早期发育。“个体从父母双方继承的DNA不仅在遗传信息上有所不同。众所周知，母系基因组在DNA包裹的分子上有很多化学修饰，就像一些小标签。而精子基因组则几乎没有这类修饰。但这些适当的修饰对于胚胎发育至关重要。”他解释道。因此，他怀疑原核融合可能影响基因调控，于是与理研的研究人员合作，利用其独特的细胞操作技术，仔细观察了原核融合以及其他条件下这些修饰的变化。

该团队在《自然》杂志上发表的研究发现，原核的大小对于维持调控修饰至关重要。当细胞核体积增大时——无论是人为操作还是由于母源和父源原核过早融合——化学标记的程度都会降低。

为了探究是什么因素使得原核在自然分离状态下保持较小的体积，他们发现两个原核会竞相吸收调控细胞核生长的因子。这为融合细胞核发育潜能较小的原因提供了一个清晰的机制解释：由于单个细胞核无需竞争这些因子，其体积会变得更大，从而导致基因组的调控标记丢失。

Hirohisa教授表示：“我发现一个非常熟悉的结构——受精卵中的两个独立细胞核——竟然具有清晰的功能性作用，这令人兴奋。它能够主动在细胞内创造一个竞争环境，从而帮助维持正常的调控并支持发育。”

为了验证他们的理论，研究团队暂时向过早融合的合子中引入了一个额外的原核，以重新建立竞争。结果表明，这种干预措施确实成功地限制了细胞核的大小，并部分恢复了调控标记以及发育潜能。

神户大学的这项研究开启了生命最初阶段研究的全新篇章。

“即使在生命之初，空间组织也并非偶然，而是至关重要的，”神户大学生物学家Hirohisa教授解释道。他继续说道：“这项成果使我们更接近于理解早期胚胎为何既稳健又易出错的物理和生物学原理。”