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Genetics:除了XY,决定性别还有另一种关键基因

2014/08/20 来源:科技日报
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导读
以往人们认为X和Y染色体决定人类的性别,但最近,美国冷泉港实验室(CSHL)科学家发现,还有一种非常小的亚基因单位能编码一种短RNA分子(miRNAs),在区别两种性别方面也发挥着关键作用。


男人和女人有许多明显不同的地方,以往认为所有这些不同背后的本质原因隐藏在我们的第23对染色体——X和Y染色体中,过去的绝大部分研究都集中在这两个基因是怎样编码蛋白质从而决定性别的。最近,美国冷泉港实验室(CSHL)科学家发现,还有一种非常小的亚基因单位能编码一种短RNA分子(miRNAs),在区别两种性别方面也发挥着关键作用。相关论文发表在最近的《遗传学》杂志上。

miRNAs也叫微RNA,是RNA的短片段,能微调一个或多个蛋白质编码基因的活性,使它们的标靶基因沉默,通过这种方式来编制复杂的基因程序,作为控制发育的基础。

据物理学家组织网8月19日报道,研究人员通过实验,描述了miRNAs对果蝇的性别差异造成了怎样的影响。人们可能从来也没注意过雄果蝇和雌果蝇有什么差别,对其它动物也差不多。雌果蝇比雄果蝇大25%,看起来颜色更浅,腹部更长。

研究小组发现雌雄果蝇有明显不同的miRNA群。论文第一作者戴尔芬·菲杰高迪尔说:“我们发现,miRNAs的差异在形成两性的结构性差异方面非常重要。事实上,miRNAs调节着某些特殊蛋白质。这些蛋白质在发育中充当性别决定因子。”

他们还发现,即使在动物长大成熟以后,miRNAs对于决定性别来说也必不可少。“它们发送信号让卵子和精子发育,才能保证动物有生育能力。”菲杰高迪尔解释说,“如果从成年果蝇体内去除miRNA,就会使它不育。”而且,这些果蝇开始产生雄性和雌性两种性别决定因子。“从某种意义上说,一旦它们失去了这种miRNA,果蝇就变成了雌雄双性体。这么小的基因在决定性别身份中有这么大的影响,真令人震惊。”

研究还检验了一些miRNAs,比如let-7,它们由于特殊用途而在进化中保留下来,人类和许多动物都携带这一基因的不同版本。“这可能只是冰山一角。”菲杰高迪尔说,“在细胞和组织中,可能有许多miRNAs调节着性别身份,关于人类之间的这些差异,我们还有许多东西要学习,研究它们怎样影响人类的发育缺陷和疾病。”

我们曾以为DNA精确决定生命性状,就像按出一串电话号码总是接通唯一的用户。现在看来,亿万生命的电话号码簿中,DNA编码未必有唯一的对应个体。这两年,生物学家陆续发现了miRNA在许多领域的调控角色。比如“变性”方面,已发现miRNA可影响海胆性腺分化;还发现蜂王浆里的miRNA帮助幼虫变成蜂王而非工蜂。科学家还开始探讨,肠道中的miRNA是否有影响人体性状的可能。遗传学因为miRNA的加入变得更复杂;生物灵活适应环境的本能,也因为miRNA得到更好解释。
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