Y染色体的功能和演化研究一直是科研热点，由此也引发过Y染色体是否会退化、消失的争论。日前，夏威夷大学生物发生研究所的副教授莫妮卡·沃德（Monika Ward）发现，只要2个Y染色体基因Sry和Eif2s3y，就能代替整条Y染色体，令小鼠产生可使卵细胞受精的精细胞，并培育出可成活后代。研究结果今天发表在《科学》上。
“我们的实验结果证明了仅仅两个在Y染色体上的基因便可以促进精细胞的发育、启动精子发生并完成减数分裂的第一步。一些细胞也具备完成整个过程的能力，能在受精过程中行使功能。”莫妮卡告诉果壳网：“这也证明了在辅助生殖技术的帮助下，培育后代只需要Y染色体上的极小部分的基因。”
精子发生过程。在这项研究中，研究者将圆形的精细胞（round spermatids，倒数第二行），即成熟精子（sperm cell）的前体细胞，注射到卵母细胞中。图片来源：repropedia.org
在包括小鼠和人类在内的多数哺乳动物中，Sry基因是睾丸决定因子，指导胎儿的性腺向雄性方向发育；Eif2s3y则是精原增殖因子，能够引导精子发生。研究人员构建出只有Sry和Eif2s3y两个Y染色体基因的小鼠，并通过辅助生殖技术将这些小鼠的精细胞注射到卵母细胞中，但成功的受精率非常的低。“在我们构建亲本时面临的挑战之一便是育种效率过低。仅仅带有两个Y染色体基因的雄鼠并不多，但我们还是得到了一些这样的雄鼠。令人兴奋的是，在这些小鼠的睾丸中有些细胞看起来像是精细胞。” 莫妮卡解释道：“要找到这些细胞也是个难题，原因在于它们实在是太稀少了。得到这些精细胞后，我们用会圆形精细胞注射技术（ROSI）将其注射入卵母细胞中。得到的胚胎移入到代孕母鼠输卵管中，之后便可培育出后代。”
“用这种技术培育出的后代都是正常的、健康的。一些后代的寿命可达两年，和正常培育的小鼠并无区别，也没有生病。” 莫妮卡告诉果壳网：“但是我们并没有对这种小鼠进行过分子遗传学的分析，因此并不能完全排除存在差异的可能。”
这只母鼠（黑色）的父亲就是一只只有2个Y染色体基因的雄鼠。然而它还是健康地长大成鼠，并顺利成为一窝小鼠（紫红色）的母亲。图片来源：Monika Ward
“我们的研究是针对小鼠的基础研究，目的是探究在辅助生殖技术下，Y染色体不同基因的功能，因此本结果并不能直接适用于人类生育的相关研究。”莫妮卡强调。不过，她相信这项研究的成果在未来也许会为男性不育研究提供重要参考意义。接下来，莫妮卡的团队可能会有两个方向的研究。“我们会去研究多加入几个Y染色体基因后会有何影响，”莫妮卡说：“另外，我们会试着将Y染色体整个去掉，看还能不能借助辅助生殖技术获得后代。”
对莫妮卡·沃德的采访详情请见：