跨物种比较单细胞转录组学突出了男性不孕症的分子进化和遗传基础

科学领域:

• 进化生物学是进化的生物学.
• 遗传学 遗传学 是一个
• 生殖生物学 生殖生物学

背景情况:

• 精子生成,精子形成的过程,涉及精子的分化成精子,一个高度多样化的细胞类型.
• 虽然精子生成的关键基因在进化过程中得到了保护,但这种跨物种保护的程度在很大程度上仍未被探索.
• 了解保存的遗传元素对于了解男性生育能力和不育能力至关重要.

研究的目的:

• 在进化压力下调查精子生成的遗传基础.
• 识别各种物种中精子发育必不可少的保存基因和分子通路.
• 探索推动精子生成中的基因表达的进化机制.

主要方法:

• 来自人类,小鼠和果的单细胞RNA测序 (scRNA-seq) 数据集的比较分析.
• 对20个候选基因进行了基因淘汰实验.
• 用深度学习分析来研究基因表达进化.

主要成果:

• 鉴定了参与关键分子程序的保存基因,包括转录后调节,半变异和能量代谢.
• 果中三个候选基因的基因淘汰导致男性生育能力下降.
• 证实了哺乳动物和Drosophila之间的精子中心和类固醇脂质过程的保存.
• 通过深度学习分析发现了推动基因表达进化的潜在的转录机制.

结论:

• 建立了精子生成的核心遗传基础.
• 提供了关于精子表型演变的见解.
• 为男性不孕不育的潜在机制提供了潜在的解释.
• 突出了跨物种关键生殖过程的进化保护.