种公鸡精液质量对配产蛋母鸡数量和家禽业的经济效益影响巨大。家禽营养的充足性和平衡性,尤其是能量供应,对种公鸡的生殖潜力有至关重要的影响,但其潜在机制尚不清楚。为了进行这项研究,我们选择了 90 只 13 周龄、日龄相同、体重相近(1,437 ± 44.3 克)的黄羽公鸡,并将其随机分为低能量饮食 (LE)、中等能量饮食 (ME) 和高能量饮食 (HE) 处理组。与繁殖性能相关的表型参数包括精液质量、受精率和孵化率,以及睾丸形态参数,包括生精上皮长度(SEL)、生精小管周长(STP)、生精小管面积(STA)和Johnsen评分,以研究不同能量饮食对繁殖性能的调控作用。此外,还测量了精子发生和精子运动相关基因,包括sry相关的高迁移率族蛋白框(SOX)基因家族和精子相关抗原(SPAG)基因家族,以及线粒体凋亡相关基因,例如Cyt-C、Bcl-2和Bax,以确定能量对繁殖性能的潜在机制。结果表明,与LE处理相比,ME处理的生殖腺指数和精子活力显著增加。与低热量和高热量处理相比,ME 处理组的鸡睾丸发育表现更佳,尤其是 SEL 和 Johnsen 评分显著增加。最后,ME 处理组精子发生相关基因(包括 SPAG6、SPAG16、SOX5、SOX6 和 SOX13)和线粒体凋亡相关基因(如 Cyt-C 和 Bcl-2)显著上调。这项研究得出结论,适当的能量供应刺激了精子发生和精子获能的规律能量代谢,最终提高了种公鸡的精液质量和繁殖性能。
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摘要:精子的 DNA 甲基化组是由一种独特的表观遗传重编程引起的,这种重编程对于染色质压缩和保护父系遗传至关重要。尽管公牛精液广泛用于人工授精 (AI),但人们对牛精子表观基因组知之甚少。本综述的目的是根据在人类和模型物种中积累的知识,综合最近对公牛精子甲基化组的研究。我们将讨论精子特异性 DNA 甲基化特征及其潜在的进化影响,特别强调低甲基化区域和重复元素。我们将回顾最近与生育力和年龄相关的公牛精子甲基化组的个体间变异性和个体内可塑性的例子。最后,我们将讨论受精后的父系甲基化组重编程,以及可能涉及表观遗传的机制,并提供一些改变牛重编程动态的干扰的例子。由于人工智能公牛的选择与其基因型密切相关,我们还将讨论序列多态性和 DNA 甲基化之间的复杂相互作用,这既代表了解决 DNA 甲基化在塑造表型中的作用的困难,也代表了更好地理解基因组可塑性的机会。
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是睾丸特异性的,免疫组织化学显示蛋白质定位于精子头部的细胞骨架花萼(Hess 等人,1993 年;Hess 等人,1995 年;Rousseaux-Prèvost 等人,2003 年)。为了确定秀丽隐杆线虫 CYLC-1 和 CYLC-2 的定位,我们使用 CRISPR/Cas9 将每个蛋白质内源性地标记为 mNeonGreen (mNG)。我们发现 CYLC-2::mNG 定位于雌雄同体和雄性的精子中(图 1A-F)。检查从雄性解剖的精子细胞显示 CYLC-2::mNG 集中在斑点中(图 1F)。根据它们在精子细胞中的大小和位置,我们预测这些斑点对应于膜状细胞器 (MO)。然而,还需要进一步研究来确认 CYLC-2 是否集中在精子细胞的 MO 中,以及确定精子激活后亚细胞定位是否发生任何变化。
简介在兽亚纲哺乳动物中,除了一些例外,胚胎是否会发育为雄性或雌性取决于 Y 染色体的存在与否 (Capel, 2017)。雄性携带一个 X 染色体和一个 Y 染色体,而雌性携带两个 X 染色体。这是两性之间最根本的遗传差异,也是众多研究的主题。从历史上看,Y 染色体的生物学功能一直被误解。从 20 世纪 50 年代开始,它被认为是一片遗传荒地,因为对人类谱系的研究只发现了常染色体或 X 连锁遗传的特征 (Stern, 1957)。1959 年,研究表明男性决定基因是 Y 连锁的,但这被认为是一条功能惰性染色体上的例外 (Ford et al., 1959; Jacobs and Strong, 1959)。当转录单位首次在 Y 染色体上被发现时(Agulnik 等人,1994 年;Arnemann 等人,1991 年;Page 等人,1987 年;Reijo 等人,1995 年;Salido 等人,1992 年;Sinclair 等人,1990 年),人们认为它们是其前常染色体祖先的失活痕迹(Marshall Graves,1995 年)。最近,“濒死”理论假设 Y 蛋白编码基因不断丢失,预示着 Y 染色体最终会丢失(Aitken and Marshall Graves,2002 年;Marshall Graves,2004 年)。我们现在知道,将 Y 染色体视为正在消失的遗传沙漠的观点是错误的。数十年的研究证明,除了控制男性性腺的性别决定外,Y 染色体对于精子发生的初始化、维持和完成也至关重要。在这篇综述中,我们首先描述了 X-Y 染色体对的进化历史,然后将其作为范例来了解 Y 染色体如何在哺乳动物中变得功能特化。我们以人类和小鼠为重点,讨论了 Y 染色体不仅仅是性别转换的早期证据,以及随后发现与精子发生有关的 Y 基因的努力。然后,我们强调了实验限制如何影响该领域的进展,并提出了丰富我们对 Y 染色体功能理解的方法。
此预印本的版权所有者此版本于 2021 年 4 月 21 日发布。;https://doi.org/10.1101/2021.04.20.440715 doi: bioRxiv preprint
不孕不育是一个日益严重的全球公共卫生问题,影响着全球超过 4800 万对夫妇。1 男性和女性对不孕不育率的贡献相同,各自占不孕不育病例的约 40%,2 其余病例的原因尚不清楚。基本精液分析以评估精子的浓度、活力、运动能力和形态是诊断男性不育的主要步骤。3 然而,这一步骤不足以做出决定性的诊断决定,因为这些精液参数对于可育和不育男性来说有很大的重叠。4 相反,精子 DNA 完整性分析在男性不育诊断和辅助生殖中变得越来越重要,因为它与受精率、胚胎发育和后代健康密切相关。5 在辅助生殖和胞浆内精子注射的背景下,精子样本的 DNA 分析对于指导治疗和防止受损 DNA 中的遗传疾病传播给后代至关重要。6 DNA 损伤包括 DNA 碎片、异常 DNA 包装和鱼精蛋白缺乏。7a
摘要 为了触发配子融合,精子需要激活分子机制,其中精子 IZUMO1 和卵母细胞 JUNO(IZUMO1R)相互作用在哺乳动物中起着至关重要的作用。尽管最近已经确定了一组参与此过程的因子,但尚未报道在脊椎动物和无脊椎动物中都能发挥作用的共同因子。在这里,我们首先证明进化保守的因子树突状细胞表达的七个跨膜蛋白结构域 1(DCST1)和树突状细胞表达的七个跨膜蛋白结构域 2(DCST2)对小鼠的精子-卵子融合至关重要,这已通过基因破坏和互补实验得到证实。我们还发现另一个与配子融合相关的精子因子 SPACA6 的蛋白质稳定性受到 DCST1/2 和 IZUMO1 的不同调节。因此,我们认为精子通过整合各种分子途径来确保哺乳动物的正常受精,其中包括经过近十亿年进化而形成的进化保守的系统。
推迟生育计划和父母年龄增加会增加不孕不育和后代健康受损的风险。虽然衰老对卵子发生的影响已被充分研究,但对精子发生的影响却了解甚少。评估衰老对男性生殖细胞的影响对于区分衰老相关疾病、不孕不育和“纯”衰老的影响提出了挑战。然而,要了解衰老对男性生殖细胞的影响,需要将年龄与其他因素区分开来。因此,在这篇综述中,我们讨论了目前关于健康衰老和精子发生的知识。男性衰老以前与精子参数下降、激素分泌紊乱和怀孕时间延长等有关。然而,最近的数据显示,健康衰老不会损害睾丸在激素产生和精子生成方面的功能。此外,衰老生殖细胞中会发生内在的、与年龄相关的、高度特异性的过程,这与躯体衰老明显不同。精原干细胞群的变化表明干细胞衰竭得到了补偿。在衰老的育龄男性中,可以观察到干细胞生态位的改变和精子中的分子衰老特征。DNA碎片率以及DNA甲基化模式的变化和端粒长度的增加是精子衰老的标志。综上所述,我们提出了静止的A暗精原细胞的重新激活与这些激活的精原细胞产生的衰老精子的分子变化之间的假定联系。我们建议对男性生殖细胞的“纯”年龄效应进行基线研究,可用于后续研究不育或合并症的影响。生殖 (2021) 161 R89–R101
