PLOS Biology | 孟德尔遗传定律或将改写？后代性别受精子速度改变的影响！

在精子发生过程中，圆形精子细胞经历动态形态变化，包括核浓缩，顶体形成和精子鞭毛的伸长。与精子发生相关的形态学变化与各种基因的表达相关，包括圆形精子细胞中的Tekt，Tnp和Gba2。因此，活跃的基因转录发生在单倍体雄性生殖细胞的染色体上，包括性染色体，并且它们中的一些对于细胞存活是必需的。小鼠Y染色体编码少于700个基因，而小鼠X染色体编码超过3,000个基因。因此，假设X染色体以及常染色体在调节体细胞和生殖细胞功能中起重要作用。然而，携带X染色体的精子（X-精子）和Y-精子都产生并且具有相同的功能，在体内受精或在常规体外受精（IVF）过程中X-精子和Y-精子之间没有明显差异。尽管存在这些功能相似性，但已观察到X-和Y-精子迁移率的差异。但是，相关分析并不完善

2019年8月14日，日本广岛大学Masayuki Shimada团队在PLOS Biology上发表题为“Activation of Toll-likereceptor 7/8 encoded by the X chromosome alters sperm motility and provides anovel simple technology for sexing sperm”的文章，证实了通过改变精子速度可以影响后代的性别。

研究团队重点研究了在X染色体上表达的Toll样受体7/8（TLR7/8），发现TLR7 /8配体会抑制带有X染色体的精子的进行性运动，并且通过GSK3α/β-己糖激酶途径通过糖酵解抑制ATP产生，而TLR7 / 8配体激活使得IVF的性别预选成为可能。研究人员将小鼠精子孵化在含有分子的混合物中，这些分子会与受体结合并激活他们。这些分子减缓了X染色体精子的能量产生，而对Y染色体精子则完全没有影响。

在大多数哺乳动物中，后代的雄性与雌性比例约为50％，因为一半的精子含有Y染色体或X染色体。在小鼠中，Y染色体编码的基因少于700个，而X染色体编码超过3,000个基因。虽然精子中的整体基因表达低于体细胞，但转录在圆形精子细胞中被选择性激活。通过调节特定基因的表达，假设X染色体可能在受精过程中通常被掩盖的精子中发挥功能差异。该研究发现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。

TLR7 /8在小鼠睾丸和精子中的定位

特别是，TLR7定位于尾部，TLR8定位于中段。TLR7/8的配体激活选择性地抑制携带X染色体的精子（X-精子）的移动性而不改变精子活力或顶体形成。精子活力的差异允许从X-精子中分离Y-精子。在使用配体选择的高迁移率精子进行体外受精后，90％的胚胎是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女性。因此，揭示了Y-精子和X-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-精子上的TLR7/8。