Texas A&M 研究er Sheds Light On Genetic Mechanisms Of Sex Determination

故事玛格丽特preigh

雷夫·安德森
雷夫·安德森

一个国际研究小组的带领下 雷夫·安德森, a professor at the Texas A&M College of Veterinary Medicine & Biomedical Sciences (CVMBS), has been able to reconstruct the origins of the male sex chromosome in the Atlantic herring, determining that the male-specific region of this genetic storehouse contains only three genes: a sex-determining factor and two genes for sperm proteins.

这项研究提供了进一步的深入了解生物如何发展成一个性别或另一个,以及如何对这些发展的决策机制是基因控制的。

染色体是作为一本书在有机体的生物库,或基因组高度组织化的DNA的结构。性染色体在确定生物体是否发展为雄性或雌性特异性中发挥重要作用。这些结构的研究是非常重要的,因为它让我们明白的性别决定在发展中的机制。

然而,由于性染色体退化快,并具有突变率高这项研究是很困难的。大西洋鲱鱼在其性染色体(x和y)的两个版本在基因含量几乎相同的唯一的。

发表在PNAS最近的研究中,安德森和他的同事,设在瑞典乌普萨拉大学,确定X之间的唯一区别和Y是Y染色体,仅见于男性,有三个额外的基因:性别决定因子(bmpr1bby)和预测为雄性能育至关重要的两个精蛋白的基因。

通过观察Y染色体这三个基因的结构,研究人员能够追踪分子进化路径,导致大西洋鲱鱼目前的Y染色体,以分段方式重建它的诞生。

“这项研究是独一无二的,因为我们已经能够重建一个性染色体的诞生,”安德森说。 “通常情况下,性染色体演化很久以前,像人类Y,并且已经发生了许多变化,使人们无法理清的第一个关键步骤。这正是我们在鲱鱼做了“。

Graphic comparing human and herring chromosomes
人类和鲱鱼X和Y染色体的比较。老人类Y染色体小,包含几个基因。年轻的鲱鱼Y染色体保留存在于X染色体的所有基因,并具有在性别决定区三个额外的基因。图像礼貌尼玛rafati。

研究人员发现其中两个基因被引入时,额外的拷贝被转位或移动从一个位置到另一个位置,到了后来无法与X染色体交换遗传物质的男性专用区,性染色体的男性和女性发现。然后第三基因导入到从X染色体丢失此相同区域。

bmpr1bby的版本,研究人员认定为性别决定因子包含从副本约50突变在非性行为,或常染色体,不作为决定性别的染色体因素发现。该基因的一个功能是促进睾丸的发育和性染色体中发现的版本已经发展到了一些由常染色体复制所需要的辅助因子的独立行动的能力。这提供了在决定性别的版本的快捷方式,睾丸发育。

“这一发现显示了如何可以发生基因变体和影响的分子机械性确定,并且在一个方向上,男性或女性驱动的过程中,” Andersson的说。

集团未来希望从事这项研究的后续负责调查的西鲱基因组,大西洋鲱鱼的近亲。这项工作将允许研究人员验证他们以前的研究结果,并当该Y染色体的进化,这是多么稳定,如何迅速它的发展的一个更精确的估计。

“这个计划的研究将深入了解新生的性染色体是如何稳定是,”安德森说。 “有它的并行发展的两个品种,如果是的话,采取了不同的发展路径?或者,已在5万年左右丢失这一机制,当鲱鱼和鲱鱼有着共同的祖先一定有过这样的性染色体的一种更原始​​的形式?”

这项研究是由克努特和爱丽丝瓦伦堡基金会,vetenskapsrådet,挪威项目254774,gensinc和aquacrispr(ANR-16-COFA-0004-01)(回历到)的研究理事会的支持。它可以被发现 www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2009925117.

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联系信息: Jennifer Gauntt, Director of CVM 通讯, Texas A&M College of Veterinary Medicine & Biomedical Sciences; jgauntt@cvm.tamu.edu; 979-862-4216