雄性哺乳動物為了保證自己后代的繁殖而面臨的進化壓力導致了睪丸的快速進化。海德堡大學分子生物學中心Henrik Kaessmann教授博士領導的一個國際研究小組進行的生物信息學研究表明，這種壓力特別加速了精子形成后期的進化。這些對比研究的目的是，首次解碼不同種類哺乳動物和人類精子形成的遺傳調控，從而追蹤精子發生的進化。與此同時，研究人員還能夠檢測出在進化過程中活性保持不變的基因。

睪丸中的精子發生是由不同基因活動的精細協調和復雜的相互作用控制的，也稱為基因表達。迄今為止，對這些遺傳程序的了解主要局限于小鼠。Kaessmann教授的“哺乳動物基因組進化”小組的博士研究員Noe Mbengue解釋說:“因此，我們對構成不同哺乳動物精子發生的巨大差異的遺傳基礎知之甚少，無論是形成的精子細胞數量還是它們的特性�！�

海德堡的科學家們現在已經成功地定義了10種不同哺乳動物在整個精子發生過程中所有基因在單個細胞水平上的表達。他們研究的生物代表了所有主要的哺乳動物群體，包括人類以及他們最近的親戚——類人猿。為此，研究人員使用了最先進的單細胞基因組學技術。

基于這些數據，他們隨后能夠在不同哺乳動物之間的生物信息學比較的幫助下追蹤精子發生的進化。據Kaessmann教授說，這些比較研究揭示了一種與時間相關的模式�！半m然哺乳動物精子發生早期階段的遺傳程序非常相似，但在后期階段它們有很大的不同;這意味著睪丸的快速進化是精子發生后期細胞主要差異的結果，”Florent Murat博士強調說，他曾是Henrik Kaessmann研究小組的博士后，現在是法國雷恩國家農業、食品和環境研究所(INRAE)的小組負責人�？茖W家們進一步分析發現，在進化過程中，基因的活性保持不變。它們調節精子細胞形成的基本過程，這對所有哺乳動物都是一樣的�！耙虼�，我們的數據也為研究男性生育障礙提供了有價值的元素，”Kaessmann教授解釋道。

最后，科學家們的數據使他們第一次能夠區分攜帶X染色體或Y染色體的精子細胞，從而確定后代的性別。借助這種分裂，研究人員成功地系統地研究了這些性染色體上的基因表達。這些研究表明，所有雄性哺乳動物性染色體上的基因表達在被稱為減數分裂的成熟分裂過程中被下調。這種機制可能是防止減數分裂期間X和Y染色體之間的不利遺傳交換的基礎。

這項關于哺乳動物精子發生進化的研究結果發表在《Nature》雜志上。歐洲研究委員會、德國研究基金會、澳大利亞研究委員會和諾和諾德基金會支持了這些調查。