정자 분류

Sperm sorting

정자 선별은 난자를 수정하는 정자 세포의 종류를 선택하는 수단이다.원심분리 또는 수영업의 몇 가지 기존 기술.플로우 세포측정법 등 새롭게 적용된 방법으로 정자 선별의 가능성을 넓히고 새로운 정자 선별 기술이 개발되고 있다.

이것은 DNA 함량의 차이를 바탕으로 X-(여성)와 Y-(남성) 염색체로 정자를 분리하는 성 선택과 같이 가장 건강한 정자를 선별하는 데 사용될 수 있다.이렇게 만들어진 '성구분' 정자는 인공수정이나 체외수정(IVF)과 같은 다른 보조 생식 기술과 함께 사용되어 가축뿐만 아니라 인간의 의료 행위에서도 원하는 성의 자손을 생산할 수 있다.

방법들

종래의 기술

플로우 세포측정법이 등장하기 전에 정자를 분류하기 위해 몇 가지 방법이 사용되어 왔다.밀도 경사 원심분리(연속 또는 불연속 경사)는 정자의 밀도가 품질의 [1][2]척도로 사용되어 낮은 농도의 정자 샘플을 농축할 수 있다.이와 유사하게, 소위 수영업 기술은 원심분리 단계를 적용한 후 정자가 매개체로 헤엄쳐 올라가도록 허용되어 운동성 정자의 하위 집단을 풍부하게 한다.그러나 정자 원심분리 사용은 정자의 생존력에 해롭고 활성산소종의 [1]생산을 유도한다.기존의 기술은 보조 생식 기술에서 일상적으로 사용됩니다.[3]

플로우 세포 측정

플로우 세포측정법은 정자를 분류하는 데 사용되는 또 다른 방법이며 이 기술의 적응은 정자 분류에 새로운 기회를 열어준다.그러나 플로우 세포 측정 기반의 정자 분류는 종종 DNA를 염색하는 형광 염료를 사용하기 때문에 인간의 생식 의학에서 이 기술의 안전성은 과학적 [4][5]논의의 문제이다.

그러나 플로우 세포측정법은 개별 정자세포의 DNA 함량을 측정해 미래 자손의 성별을 판단할 수 있는 유일한 기술이다.X염색체가 더 큰지(암컷 자손을 낳는다) Y염색체가 작은지(남컷 자손을 낳는다)를 평가한다.그런 다음 X와 Y [6]정자를 분리할 수 있습니다.소위 벨트필드 정자 성전환 기술은 X염색체와 [7]Y염색체 사이의 DNA 차이에 의존하여 USDA에 의해 Lawrence Livermore National Laboratories와 협력하여 개발되었습니다.플로우 세포측정학적 분류 전에, 정자는 각 정자의 DNA에 결합하는 Hoechst 33342라고 불리는 형광 색소로 라벨이 붙여집니다.X염색체가 Y염색체보다 크기 때문에(즉, 더 많은 DNA를 가지고 있다), "여성" (X염색체가 있는) 정자는 남성(Y염색체가 있는) 정자보다 더 많은 양의 염료를 흡수할 것이다.그 결과 플로우 세포측정 중 자외선에 노출되면 X정자 형광은 Y정자 형광보다 밝다.정자가 흐름세포계를 1열로 통과함에 따라 각 정자는 하나의 액체 방울로 둘러싸여 염색체 상태에 따른 전하(예를 들어 X양전하, Y음전하)를 할당한다.그런 다음 X-방울과 Y-방울의 흐름을 정전기 편향을 통해 분리한 후 [8]후속 처리를 위해 별도의 수집 튜브로 수집한다.

정자 분류에 사용되는 또 다른 세포 측정 기술은 자기 활성화 세포 분류(MACS)로, 조각난 DNA를 가진 정자를 선별하기 위해 보조 생식 병원에서 일상적으로 적용된다.이는 아넥신 V와 같은 프로그래밍된 세포사망(아포토시스)의 표면 마커에 대한 항체를 마그네틱 비즈와 결합하여 달성됩니다.이들 항체의 결합에 따라 정자 [9]현탁액에 자기장을 가함으로써 아포토시스를 겪는 정자를 선별한다.MACS는 형광 DNA 결합 분자의 필요성을 배제한다.

기타 기술

라만 분광법을 이용하여 정자세포의 [10]DNA 손상을 검출할 수 있다.그러나 [10]개별 특성을 탐지할 수 있을 만큼 구체적이지 않다.DNA 손상이 최소인 정자세포는 세포질내정자주입(ICSI)[10]에 의해 난자세포에 주입될 수 있다.정자 분류를 위한 많은 다른 방법들이 제안되거나 현재 [1][3]시험되고 있다.

낮은 DNA손상 지수와 정충을 선택하려면 정자의 인구non-fragmented DNA가 정자와, 밀도와 어우러져 정자에 단 하나의 정자 준비 프로토콜 결과에 구배 원심 분리 electrophoresis,[11]Zmethod[12]과 해병대 항공 통제 대대(자기 Activating 세포 분류),와 같은 기술이 강화될 수 있다.su과뛰어난 [13]품질

정자 혈장막의 히알루론산(HA) 결합 부위는 정자 성숙도의 지표이다(Huszar 등, 2003, Yudin 등, 1999).이 사실에 기초한 두 가지 방법이 있다: 생리학적 세포질 내 정자 주입(PICSI)과 정자 느린 시술; 두 가지 방법 모두 정자 세척 또는 원심 분리를 통해 정자를 준비한다.

적용들

정자는 수백만 개의 정자가 질에 들어가지만 난자에 도달하는 경우는 거의 없고 보통 한 개만 수정이 허용될 때 자연 선택 과정을 거친다.정자는 가장 높은 운동성뿐만 아니라 DNA 무결성, 활성산소종 생산, 생존력 같은 다른 요인들에 의해서도 선택된다.이 선택은 시험관내 수정의 경우 대부분 회피되어 보조 생식 기법과 관련된 선천성 기형 발생률이 높아진다.난자 세포는 종종 자연 [1]상태에서 수정될 가능성이 낮은 정자에 의해 수정된다.따라서 정자 분류는 보조 번식과 관련된 위험을 줄이기 위해 사용될 수 있다.게다가, 아이의 성별을 선택하기 위해 정자 분류를 사용하는 것에 대한 논란이 계속되고 있다.

일반건강을 위해

기존의 정자 선별 방법은 후속 인공 수정이나 시험관 수정 전에 정자의 품질을 평가하기 위해 널리 사용되어 왔다.이러한 기술을 사용하여 분류된 정자가 [14][15]분류되지 않은 정자에 비해 우수한 품질을 가진 것으로 확인되었다.그러나 DNA 완전성과 같은 정자의 중요한 특징들은 이러한 전통적인 방법들에 의해 검증되지 않은 채로 남아 있다.YO-PRO 염색과 같은 새로운 유동 세포 측정 기반 기술은 아포토시스 정자와 죽은 정자를 생존 [2]정자와 구별할 수 있다.예를 들어, Anexin V 염색 후 MACS 염색은 이전의 보조 생식 실패 [9]커플의 임신률을 크게 개선할 수 있다.

성별 선택용

농업에서

플로우 세포측정법에 의한 정자 선별은 수의학에서 확립된 기술이며, 낙농업에서는 암컷 송아지의 수를 늘리기 위해 대부분의 암컷 소가 분류된 정자로 인공 수정된다(정자 선별을 사용하는 것은 다른 농장 동물 종에서는 덜 흔하지만 인공 수정은 [16]일반적이다).분류된 정자를 가진 농장 동물의 인공 수정은 증가하는 인구를 위한 충분한 식량을 생산하는 데 필요한 농업의 효율성을 높이는 유망한 방법으로 Food and Agriculture Organization(FAO)에 의해 인정받고 있다.선별된 정자를 가진 인공수정을 이용하는 것은 젖소의 생산을 [16]증가시키기 위해 수컷과 암컷 송아지의 비율을 최적화하는 방법으로 보여진다.

인간에게는

상세 정보:성별 선택 » 윤리적 문제

아이들의 성별을 선택하는 것은 듀센 근육위축증이나 혈우병 같은 성 관련 유전성 질환을 예방하는 데 도움이 될 수 있다.반면에, 인간의 정자 분류는 성별 선택에 내재된 윤리적 우려를 제기한다.대규모로 적용하면 성비 불균형을 유도할 가능성이 있다.만약 부모가 지속적으로 첫째아이를 갖는 것을 선택한다면 그것은 또한 [17]양성평등에도 영향을 미칠 수 있다.

비의료 목적의 성별 선택을 명시적으로 허용하는 나라는 세계 어디에도 없다.2009년에는 성별 관련 질병 위험이나 기타 의료 [18]목적의 경우 성별 선택을 허용한 국가가 31개국에 달했다.미국에서는 인간에 대해 FDA에 의해 정자 선별 적용이 엄격히 규제되고 있으며, MicroSort 기술이 확립된 후 임상시험의 일환으로 부모에게 제공되었다.이 절차는 성관계 질환이 있거나 적어도 한 명의 아이를 갖는 것([19]가족 균형을 위해)과 같은 특정 기준을 충족하는 것 외에 매달 제한된 수의 참가자들이 이용할 수 있게 되었다.현재 여러 나라에 MicroSort 연구소와 협력 의사가 있다(일부는 일반 목적을 위해, 일부는 한 [20]성별과 관련된 유전병 위험이 있는 경우에만 서비스를 제공한다).

매우 정확하지만 흐름 세포계에 의한 정자 분류는 두 개의 완전히 분리된 모집단을 생성하지는 않을 것이다.즉, "여성" 정자에는 항상 "남성" 정자가 있을 것이고 그 반대도 마찬가지일 것이다.각 모집단의 정확한 순도는 분류되는 종과 작업자가 기계에 보이는 전체 모집단 주위에 배치하는 '게이트'에 따라 달라집니다.일반적으로 종의 X염색체와 Y염색체의 DNA 차이가 클수록 순도가 높은 집단을 만들기 쉽다.양과 소의 경우, 각 성별의 순도는 보통 '게이트'에 따라 90% 이상으로 유지되지만, 인간의 경우 '암컷' 정자의 경우 90%, '수컷'[19] 정자의 경우 70%로 감소될 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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