女性出生时的卵子数量有限，并且在整个一生中都会逐渐耗尽。这种卵储备选自在胎儿生命期间形成的数百万个前体细胞或卵母细胞。因此，在形成卵细胞或卵子的过程中存在大量的质量控制，除了最高质量的细胞外，它们除去了所有细胞。来自加州大学戴维斯分校的Neil Hunter实验室的最新研究揭示了这种关键卵母细胞质量控制过程的令人惊讶的方式。
 
亨特实验室先前的研究表明，在卵母细胞发育的早期阶段，染色体需要一个名为Rnf212的基因。研究人员惊讶地发现卵母细胞选择过程中Rnf212具有新的晚期功能。结果发表在9月27日的“分子细胞”杂志上。
 
在卵母细胞质量控制期间，决定每个卵母细胞是否应继续并加入卵子储备，或经历细胞凋亡-细胞死亡。
 
“当乔（Huanyu Qiao，联合第一作者）首次注意到Rnf212突变体的卵巢中有更多的卵母细胞时，我们几乎偶然发现了卵母细胞质量控制中的这一作用，”Hunter，微生物学和分子遗传学教授以及霍华德研究员说。休斯医学院。亨特是该报的资深作者。
 
在小鼠中，如在人类中，发育中的雌性最初形成非常大量的卵母细胞。大约有600万个卵母细胞进入人类减数分裂，但是出生时就会剔除500万个卵母细胞。到了青春期，卵巢只含有大约250,000个卵母细胞，这些卵母细胞在绝经期间逐渐耗尽。
 
这种急剧减少反映了仅选择最高质量的卵母细胞。在减数分裂中经历缺陷的卵母细胞，包括其DNA的损伤，被剔除。只有那些通过质量控制检查点的人才能继续并在卵巢储备中建立起来。
 
在缺乏Rnf212的小鼠中，更多的卵母细胞能够通过质量控制检查点，增加卵巢储备的总体大小。
 
DNA损伤的“细胞记忆”
 
在配子（精子和卵子）的形成过程中，父母染色体的一部分通过DNA断裂的形成和修复进行交换，这一过程称为交叉。如果交叉过程有缺陷，则某些DNA断裂的修复会延迟。RNF212有助于标记这些延迟的断裂，使有缺陷的卵母细胞对细胞凋亡敏感。
 
研究人员发现RNF212可以防止延迟断裂的修复，从而在早期发育过程中产生缺陷的“细胞记忆”。这允许细胞评估缺陷的严重程度。如果未修复的断裂次数超过10的临界阈值，则认为该细胞质量差并且经历细胞凋亡。如果只有几个挥之不去的休息时间，则重新启动修复并允许卵母细胞进展并成为卵巢储备的一部分。
 
“一个细胞会主动阻止DNA修复似乎违反直觉，但这就是卵母细胞如何衡量早期事件的成功。高水平的挥之不去的断裂意味着存在问题，卵母细胞很可能形成低质量的卵子，”亨特说。。
 
更大并不总是更好
 
雌性繁殖力主要取决于两个因素：卵巢储备的大小和卵子的质量。因此，生殖系统必须平衡卵母细胞的质量和数量以获得最佳生育能力。
 
在没有RNF212的小鼠中，可以快速修复挥之不去的断裂，从而使显着缺陷的卵母细胞潜入质量控制。因此卵巢储备的总体大小以卵母细胞质量为代价而增加。许多这样的卵母细胞很可能在自发流产的早期终止，导致生育问题。进一步发展的胎儿将面临严重发育缺陷的风险。
 
“基本上，种系中出现任何问题都是先天性疾病的风险，”亨特说。
 
先前的研究表明，Rnf212基因的变异影响染色体交换的速率。这项新工作表明，Rnf212变量也可能影响卵巢储备的大小和质量。