12月29日,,據(jù)《每日科學(xué)》報(bào)道,一項(xiàng)由西班牙國家研究委員會(CSIC)海洋科學(xué)研究所領(lǐng)導(dǎo),、基因組調(diào)控中心(CRG)研究人員共同合作的研究,,發(fā)現(xiàn)了魚類中溫度和性腺性別之間的表觀遺傳學(xué)機(jī)制。在雌魚中,,高溫會增加性腺芳香酶啟動子的DNA甲基化,。
環(huán)境溫度對性別決定有影響。有些物種,,如大西洋銀邊魚,,其性別決定主要取決于溫度。而另外一些物種,,其性別決定已寫在其DNA內(nèi),,但溫度仍然能夠顛覆這種遺傳"指令"。
之前有關(guān)歐洲鱸魚(一種魚,,其性別決定取決于遺傳因素和環(huán)境因素的共同作用)的研究表明,,從一個正常性別比例的群體開始--即等比例的雄性和磁性個體,只需要在早期發(fā)育的一個關(guān)鍵時期通過增加水溫,,即可得到一個全是雄性個體的群體,。
最有趣的現(xiàn)象是,溫度在性腺未分化的某個時刻影響最大,,而不是性腺開始形成,。為什么會發(fā)生這種情況,是什么使溫度能顛覆遺傳因素,,至今,,都是個由來已久的難題。
現(xiàn)在,,一項(xiàng)由西班牙國家研究委員會(CSIC)領(lǐng)導(dǎo)的研究解開了謎底,。由巴塞羅那CSIC海洋科學(xué)研究所Francesc Piferrer教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì),,描述了由溫度升高誘導(dǎo)觸發(fā)芳香化酶基因沉默的機(jī)制。
芳香化酶是一種能將雄激素轉(zhuǎn)變?yōu)榇萍に氐拿?,它在所有非哺乳類脊椎動物卵巢發(fā)育中至關(guān)重要,。如果沒有芳香化酶,就不會有雌激素,;沒有雌激素,,卵巢就不可能發(fā)育。這項(xiàng)研究,,將發(fā)表于本期PLoS遺傳學(xué)期刊上,。
早期效應(yīng)
在實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家將2組歐洲鱸魚幼魚在它們生命的第一周培養(yǎng)在不同的溫度(常溫和高溫)中,。
結(jié)果表明,,高溫增加了芳香化酶啟動子(cyp19a)的DNA甲基化,這反過來又驅(qū)動了它的沉默,,因?yàn)槠滢D(zhuǎn)錄活性被抑制了,。暴露于高溫的這組,那些基因上是雌性只部分的受了影響的雌魚,,最終仍發(fā)育為雌性,。然而,還有其他一些基因上是雌性但含有高水平的DNA甲基化的雌魚,,最終發(fā)育成了雄性,,因?yàn)樗鼈兊姆枷慊副灰种屏恕?/p>
這是第一次,表觀遺傳學(xué)機(jī)制將環(huán)境因素與性別決定的細(xì)胞內(nèi)機(jī)制聯(lián)系在一起,,而后者已在任何動物中被描述過,。在此之前,只有一個類似的機(jī)制在一些植物中被描述過,。
如研究員Francesc Piferrer指出,,動物受影響非常快,,遠(yuǎn)在組織學(xué)樣本中出現(xiàn)可見性的雌雄差異(這發(fā)生在生命的第150天)之前,,甚至遠(yuǎn)在性腺開始形成(這發(fā)生在生命的第35天)之前。
這項(xiàng)工作解釋了,,為什么水溫僅升高幾度就能將這些動物男性化,,
它同樣解釋了,為什么許多在農(nóng)場養(yǎng)殖的魚是雄性,,因?yàn)檗r(nóng)民在幼魚期升高了水溫以加速它們的成長,。Piferrer補(bǔ)充道,溫度控制性別決定在爬行動物中非常常見。如果在這類脊椎動物中也存在一個類似的機(jī)制,,那將是非常有意思的一件事,。(生物谷bioon.com)