有Y染色体又如何？科学家发现反转性别的关键基因

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Scienc杂志近日发表的一篇论文显示，科学家们发现了一个参与性别决定的关键性增强子，并证明了如果在雄性小鼠中删除此基因就会导致小鼠性别反转，长出卵巢。

由弗朗西斯克里克研究所研究人员领导的这项研究可能有助于解释人类性别发育障碍中的一些问题，其中至少一半是由未知的遗传因素引起的。

通常的认知是，染色体决定了我们的性别。Y 染色体上有一条叫做 Sry 的基因，它能直接影响控制性别的关键蛋白 Sox9。在 Sox9 的作用下，动物会发育出雄性生殖器官，而没有 Y 染色体的则会发育出雌性生殖器官，如果Sox 9发生突变或不正确表达，染色体雄性个体(XY)则会发育出卵巢而非睾丸。

在实验中，研究人员在距离Sox9超过50万个碱基的地方发现了一小段称为增强子13（Enh13）的DNA，它在调节Sox 9的表达中至关重要。Enh13会在合适的时刻促进SOX9的产生，从而引发睾丸发育。当研究人员删除小鼠模型中的Enh13时，他们发现Sox 9的表达下降到足以导致完全的性别反转：染色体雄性(XY)的小鼠胚胎发育为典型的正常雌性，其卵巢与雌性小鼠的卵巢几乎一样。

左：雄性小鼠及其雌性生殖器。右：正常雌性小鼠。

Credit: Greta Keenan, Francis Crick Institute

根据论文合著者Isabella Salamone的说法，这是科学家首次发现Sox 9的增强子，一旦其丢失，就会导致性别反转。

这并不是第一个反转小鼠性别的实验。 1991年，包括克里克研究所Robin-Lovell Badge小组在内的科研人员完成了对小鼠的“性转”。他们在一只雌性小鼠的发育过程中引入了 Sry 基因，尽管从遗传学上看它是雌性，但最终这只小鼠发育成了雄性。

“自1991年的实验以来，我们已经走过了一段很长的路，现在我们第一次在DNA非编码区证明了性别反转”研究资深作者Robin-Lovell Badge教授解释说：“我们认为Enh13可能与人类性别发育障碍有关，并可能用于帮助诊断这些病例。”

“通常，对性别决定很重要的基因对其他发育过程也至关重要，一个基因或其调控区域的突变会在许多方面影响患者的健康。当我们开始了解这些疾病的遗传基础时，我们可以改善对这些病人的护理。”Salamone表示。

只有2％的人类DNA含有蛋白质的“代码”，这是生命的关键组成部分，其余的是非编码DNA，曾一度被认为是不必要的“垃圾”DNA。

论文第一作者Nitzan Gonen博士表示 ：“我们的研究强调了非编码DNA的重要性，它占我们基因组的98％，如果单个增强子就可以对性别决定产生这种影响，那么其他非编码DNA可能也会有类似重要的作用。几十年来，科学家们一直在寻找导致性发育障碍的基因，但我们还没有找到其中一半以上的遗传原因，我们最新的研究表明，许多答案可能存在于非编码区域，未来我们将进一步进行研究。”

参考文献

《Non-coding DNA changes sex determination》

《Non-coding DNA changes the genitals you're born with》

文 | 医谷 周会棋

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