12月29日,,據(jù)《每日科學》報道,,一項由西班牙國家研究委員會(CSIC)海洋科學研究所領導、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機制,。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,,一項由西班牙國家研究委員會(CSIC)領導的研究解開了謎底。由巴塞羅那CSIC海洋科學研究所Francesc Piferrer教授領導的團隊,,描述了由溫度升高誘導觸發(fā)芳香化酶基因沉默的機制,。
芳香化酶是一種能將雄激素轉(zhuǎn)變?yōu)榇萍に氐拿福谒蟹遣溉轭惣棺祫游锫殉舶l(fā)育中至關重要,。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,。這項研究,將發(fā)表于本期PLoS遺傳學期刊上,。
早期效應
在實驗中,,科學家將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,,因為其轉(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,,因為它們的芳香化酶被抑制了。
這是第一次,,表觀遺傳學機制將環(huán)境因素與性別決定的細胞內(nèi)機制聯(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???,遠在組織學樣本中出現(xiàn)可見性的雌雄差異(這發(fā)生在生命的第150天)之前,甚至遠在性腺開始形成(這發(fā)生在生命的第35天)之前,。
這項工作解釋了,,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,,因為農(nóng)民在幼魚期升高了水溫以加速它們的成長,。Piferrer補充道,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制,,那將是非常有意思的一件事。(生物谷bioon.com)