试管婴儿:基因如何影响其成功
自第一次体外受精(IVF)手术在美国成功实施以来,已经过去了近44年1978年在英格兰兰开夏郡。从那时起,超过800万婴儿都是在辅助生殖技术的帮助下出生的,比如体外受精。
但是,尽管试管婴儿的使用越来越多,其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,我们认为这种低比率部分是由于许多不利的基因改变在我们的DNA中
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。更多这样的突变都发生在人类身上,因为我们生孩子的年龄更晚。随着年龄的增长,更多突变可能会累积这意味着年长的父母更有可能把孩子传给下一代基因突变对他们的孩子比年轻的父母。突变也可能是由环境因素(如紫外线辐射或生活方式的选择(例如,吸烟)。
所有的基因变化我们一生中继承或发展的东西构成了我们的基因负荷。这种基因负荷会影响我们的繁殖能力。当我们的研究这也可能影响我们通过体外受精等方式繁殖的能力。
遗传学和受孕
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。虽然这些突变中的大多数没有影响,但有些是有影响的稍微有害。这些有害的突变可能导致糖尿病或糖尿病乳腺癌例如,它们可能会破坏胚胎的健康发育。
人类的DNA携带超过1000个有害突变,其中大部分发生在许多代人以前。然而,尽管它们是有害的,但它们还没有被清除,因为自然选择是一个非常缓慢的过程。
除了大量的旧突变外,每一代也有新的突变进入种群。平均而言,每个人都有收获大约有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,它们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。这种情况最重要的时候是在自然受孕期间。
当一个孩子自然受孕时,身体有许多机制来消除一些有害的突变。
例如,女性生殖系统的设计是这样的,只有最适合的精子细胞才能到达卵子进行受精。虽然证据很少,但动物研究表明,到达受精地点的精子具有更好的DNA质量和潜在的更少的突变。
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基因负荷。着床阶段(受精胚胎植入母体子宫)也很重要,因为许多胚胎发育严重基因异常在怀孕期间往往会自然流失。
然而,体外受精绕过了其中一些自然机制。在试管受精过程中,从女性的卵巢中采集多个卵子,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,因此可能使试管婴儿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,基因负荷对人类生殖有两大影响。首先,父母的基因负荷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,试管婴儿可能会让更多的突变漏网之果。因此,它可能会慢慢增加我们下一代的基因负荷。但或许有一个解决办法。
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,精子数量已经下降了大约50%到60%从1973年到2011年。目前还不清楚为什么会这样,但如果这种趋势继续下去,可能意味着更多的人会求助于试管婴儿。
然而,令人惊讶的是,我们对人类生殖以及自然受孕过程中的选择过程。如果我们想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。但最近的技术进步在辅助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荷。例如,在动物模型中,体外受精过程中精子水平的选择已被证明可以提高后代的适应性。特别是,斑马鱼选择寿命较长的精子会产生更健康、寿命更长的后代。
基因组技术的进步也有可能影响人类的进化。了,基因数据有效地使用在临床护理的基因组基础数千种人类疾病现在都知道了。此外,我们的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,这些变化产生了负面影响这使得这些技术进步变得更加重要。随着新的进展,如果使用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。