生男还是生女不再难,日本科学家开发新技术

人类体细胞具有46条染色体，其中44条（22对）为常染色体，另两条在性发育中起决定性作用，称为性染色体（sexchromosome）。目前已知人类有X和Y两种性染色体。女性的两条性染色体，大小与形态也完全相同，称X染色体。男性的一条与X相同，另一条则小得多，称Y染色体。

人类的性别决定方式为XX-XY型，在精子发育过程中（精子发生），X和Y染色体被分离到不同的细胞中，因此单个的精子将携带一个X染色体或另一个Y染色体。受精时，X型精子与卵子结合，将来发育成为女性；而Y型精子与卵子结合则发育成为男性。所以人类的性别是由精子决定的。在自然状态下，不同的精子与卵子的结合是随机的，因此人类的男女性别比例大致保持1：1。

与携带极少基因的Y染色体不同，X染色体携带的基因很多，其中一些在成熟的精子中保持活跃。X型和Y型精子之间基因表达的差异为区分两者提供了理论基础。

年8月13日，日本广岛大学的MasayukiShimada教授研究团队在PLOSBiology杂志发表了题为：ActivationofToll-likereceptor7/8encodedbytheXchromosomealtersspermmotilityandprovidesanovelsimpletechnologyforsexingsperm的研究论文。

该研究开发了一种简单的，可逆的化学处理技术，可以将X型精子与Y型精子分开，从而可以显著改变正常的1:1的雄性/雌性后代比例。该研究在小鼠中进行，但该技术也可能广泛适用于其他哺乳动物，包括人类。

在小鼠中，Y染色体编码的基因少于个，而X染色体编码的基因超过3,个。虽然精子中的整体基因表达水平低于体细胞，但在圆形精子细胞中，转录被选择性地激活。

研究人员发现，近个基因仅在携带X的精子中有活性，其中18个基因编码受体。研究人员推测X染色体可能通过调节特定基因的表达在精子中发挥功能差异，而这些差异通常在受精过程中被掩盖。

在这项研究中，研究人员发现编码X染色体的Toll样受体7/8（TLR7/8）由睾丸中大约50％的圆形精子细胞和大约50％的附睾精子表达。特别是，TLR7定位于尾部，TLR8定位于中段。TLR7/8配体活化在不改变精子活力和顶体形成的情况下，选择性地抑制了含X染色体精子(X精子)的迁移，而不影响y精子的迁移。

精子活力的差异使Y型精子与X型精子分离成为可能。采用配体选择的高迁移率精子体外受精后，90%的胚胎为XY雄性。同样，在胚胎移植后获得的幼崽中有83％是XY雄性。相反，TLR7/8激活的慢速移动精子产生的胚胎和幼崽是81％XX雌性。

因此，该研究揭示了Y型精子和X型精子运动之间的功能差异，并且与不同的基因表达模式有关，特别是X型精子上的TLR7/8。研究人员发现，这种效应是由于精子内的能量产生受损，并且可以通过从培养基中去除化学物质来逆转。

尽管还有其他方法可用于分离X和Y型精子，但那些方法既麻烦又昂贵，并且有损坏精子DNA的风险。

该研究开发的技术有可能大大简化体外受精或人工授精的性别选择。这些技术广泛用于农业动物育种领域以及人类辅助生殖。

Shimada表示：两种性染色体对受体基因的差异表达为分离X和Y精子的新方法奠定了基础，我们已经成功地通过这种方法选择性地生产雄性或雌性的牛和猪。

尽管如此，在人类生殖技术中使用这种方法目前还只是一种推测，涉及到不受这种新技术效用影响的重大伦理问题。

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