体外受精:基因如何影响其成功
自第一例体外受精(IVF)手术在美国成功实施以来,已经过去了近44年1978年在英国兰开夏郡.从此多了800万婴儿在世界范围内诞生于辅助生殖技术,如体外受精。
但是,尽管体外受精的使用越来越多,成功率仍然相对较低,约为30%。这可能有很多原因。在我们最近的论文中,我们认为这种低利率的部分原因是由于许多不利的基因变化我们DNA中所携带的
基因变化发生在突变在我们的基因中替换、插入或删除DNA片段。更多这样的突变现在发生在人类身上,因为我们生孩子的年龄推迟了。随着年龄的增长,会越来越多突变很可能会累积这意味着年龄较大的父母更有可能将子女传给下一代基因突变比年轻的父母更爱他们的孩子。突变也可能由环境因素(如紫外线辐射在阳光下),或生活方式的选择(例如吸烟)。
所有的基因变化我们在一生中继承或发展,这就是我们的遗传负荷。这种遗传负荷会影响我们的繁殖能力。当我们的研究这也可能会影响我们通过试管婴儿等方法繁殖的能力。
遗传学和概念
基因突变使进化成为可能。它们为自然选择提供了新的材料,使物种能够适应和进化。虽然这些突变大多数没有影响,但有些有影响稍微有害.这种有害的突变可能导致糖尿病或乳腺癌例如,它们可能会破坏胚胎的健康发育。
人类DNA携带的不仅仅是1000个有害突变其中大部分发生在几代人以前。然而,尽管它们是有害的,它们还没有被清除,因为自然选择是一个非常缓慢的过程。
除了大量的旧突变,每一代也会有新的突变进入种群。平均来说,每个人都有大约70个新的突变在他们的一生中。但由于其中一些突变是有害的,需要通过自然选择去除,这样它们就不会遗传给未来的后代。其中最重要的一次发生在自然受孕期间。
当孩子自然受孕时,身体有很多机制来去除这些有害的突变。
例如,女性生殖系统的设计方式是,只有最适合的精子细胞才能到达卵子进行受精。虽然证据不足,但动物研究表明,到达受精地点的精子具有更好的DNA质量和可能更少的突变.
成熟的卵子也会经历一种质量检查在受精。这也有助于清除一些遗传负担。植入阶段(受精胚胎植入母亲的子宫)也很重要,因为许多胚胎严重发育不全基因异常在怀孕期间往往会自然丢失。
然而,体外受精绕过了一些自然机制.在体外受精过程中,从女性的卵巢中提取多个卵子,并在实验室中与精子受精。受精后,胚胎被送回子宫。这减少了自然选择的机会,因此可能会使体外受精在减少遗传负荷方面效率较低。这可能会增加有害基因变异遗传给下一代的可能性。
因此,遗传负荷对人类繁殖有两大影响。首先,父母的遗传负荷会影响他们成功繁殖的能力。自然受孕和体外受精都是如此。第二,通过放松自然选择在美国,体外受精可能会让更多的突变漏网之鱼。因此,它可能会慢慢增加我们后代的遗传负荷。但也许有一个解决方案。
试管婴儿的未来
近几十年来,生育率出现了前所未有的下降。事实上,精子数量已经改变了下降了大约50%到60%从1973年到2011年。目前尚不清楚原因,但如果这一趋势持续下去,可能意味着更多人转向试管婴儿受孕。
然而,我们对它所知甚少人类生殖以及自然受孕过程中的选择过程。如果我们想要改进包括体外受精在内的辅助生殖方法,我们必须首先了解自然受孕。但最近的技术进步起到了辅助作用生殖技术这意味着我们可能很快就能更好地抵消人类的一些遗传负担。例如,体外受精过程中精子水平的选择已被证明可以提高动物模型中的后代适应性。特别是,选择更长寿的斑马鱼精子会产生更健康、更长寿的后代。
基因组技术的进步也有可能影响人类的进化。了,基因数据是否被有效地使用临床护理的基因组基础成千上万的人类疾病现在都知道了。此外,环境和生活方式的变化正在影响基因负荷和人类健康。多数情况下,这些变化有负面影响这使得这些技术进步变得更加重要。随着新的进步,如果辅助生殖技术成为常态,考虑使用这些技术的潜在后果也很重要。