杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)中心公布在5月22日的Public of Sciecne-Biology雜志上的一項新研究的結(jié)果表明,, 在實驗小鼠中,研究人員發(fā)現(xiàn)兩種特殊的基因Wnt4和Fgf9在哺乳動物性腺的最初發(fā)育階段(即在性腺被指派去發(fā)育成雄性的睪丸或雌性的卵巢之前)中的表達是保持平手的,。如果這種平衡偏向了Wnt4,,那么性腺就會發(fā)育成卵巢;相反,,當平衡偏向Fgf9就會使性腺發(fā)育成睪丸,。一個受精的哺乳動物卵最終是否會發(fā)育成雄性或雌性,取決于編碼信號途徑蛋白和它們控制的分支途徑的兩種不同基因之間激烈的派別斗爭結(jié)果,。
使這個平衡偏向雄性的是位于Y染色體上的Sry基因,。當這個基因在早期的性腺發(fā)育中被活化時,它支持Fgf9基因并導(dǎo)致性腺發(fā)育成睪丸,。
研究人員發(fā)現(xiàn)Sry通過觸發(fā)另外一種叫做Sox9基因的表達來完成這一使命,。Sox9能夠活化Fgf9基因,從而抑制Wnt4并啟動一個導(dǎo)致發(fā)育成睪丸的級聯(lián)事件,。如果XY小鼠缺失了Fgf9基因,,那么它們就會形成卵巢;而XX小鼠失去了Wnt4就會形成不完整的睪丸——這意味著脊椎動物性別的決定取決于這兩個對立的信號系統(tǒng)之間的相互作用,。
如果在發(fā)育的一個關(guān)鍵點上沒有表達Sry基因,,則Sox9和Fgf9基因就被關(guān)閉,并且性腺沿著雌性途徑發(fā)育,,最終形成卵巢,。相反情況下,則形成睪丸,。研究人員發(fā)現(xiàn)Fgf9不但能穩(wěn)定Sox9的表達,,而且還維持了性腺的雄性發(fā)育命運:它能抑制促卵巢形成基因Wnt4的活動,而Wnt4則能抑制睪丸發(fā)育途徑,。
在XX性腺中,,這種Sox9-Fgf9環(huán)路沒有被建立,,因此Wnt4做主,,從而使這個平衡傾向雌性途徑。根據(jù)這些發(fā)現(xiàn),,研究人員認為早期性腺的最終命運是由Fgf9和Wnt4間相互敵對的信號控制的,。由于Sry基因只存在于哺乳動物中,,因此有可能Fgf9和Wnt4間的這種敵對信號是一種在所有脊椎動物進化過程中共享的機制。
性別決定基因
生物體雌,,雄性別決定(sex determination)由染色體決定,。線蟲,果蠅和人的體細胞中有兩類染色體,。一類是與性別決定有直接關(guān)系的染色體,,稱性染色體,其余為常染色體,。性染色體在性別決定中一般說來是起核心作用,,常染色體上的某些基因起輔助作用。由于動物種類的不同,,在個體發(fā)育過程中,,性別決定的方式也不同,這種不同取決于胚胎早期不同的性別初級信號對性別決定基因的啟動與活化,,活化的性別決定基因啟動性別分化基因的表達,,是個體性別表示出來。
(一) 線蟲的性別決定
線蟲為雌雄同體,,自體受精,。線蟲沒有Y染色體,XX表現(xiàn)為雌性,,XO表現(xiàn)為雄性,。線蟲性別決定的初級信號是X染色體和常染色體的比率(X:A),4X:4A=1或3X:4A=0.75,表現(xiàn)為雌雄同體;而2X:3A=0.67則表現(xiàn)為雄性,。
(二) 黑腹果蠅性別決定
黑腹果蠅的性別是由X,Y染色體上性別決定基因和常染色體的性別決定基因之間的平衡決定的,。在正常情況下,XX為雌性,,XY為雄性,,即在二倍體體細胞中有兩條X染色體和兩套常染色體(2X:2Y)為雌性;體細胞中若為1X:2A則表現(xiàn)為雄性,。
(三) 哺乳動物的性別決定
哺乳動物性別決定比較復(fù)雜,,基本屬于XX(雌性),XY(雄性),,但Y染色體在性別決定中也起著決定作用,。
1.巴爾小體(Barr)
2.SRY基因(sex-determining region of Y)
3.AIS(androgen insensitivity syndrome)
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