科学家通过删除6个小分子使携带Y染色体的小鼠变成雌性

科学家发现，从发育中的小鼠身上去除特定分子可以完全逆转它们的性别，从雄性变为雌性。

哺乳动物的染色体对个体发育为雄性还是雌性有着巨大的影响——但一项新的研究表明，这些性染色体的拉力可以被称为 microRNA 的微小分子所覆盖。 

这项研究于 5 月 7 日发表在《自然通讯》杂志上，表明删除特定 microRNA 背后的基因可以将雄性小鼠在子宫内转变为雌性，从而引发完全的性别逆转。

“我们没想到结果会如此惊人，”研究合著者、格拉纳达大学遗传学教授拉斐尔·希门尼斯 (Rafael Jiménez) 告诉《生活科学》。 

哺乳动物的性别决定依赖于“相反”基因组之间的良好平衡——一组基因驱动女性特征（如卵巢）的发育，另一组基因产生男性特征（如睾丸）。在动物发育的早期，鳞片会以某种方式倾斜，导致一系列不可逆转的级联步骤，最终导致任一组性器官的发育。

“在我们发育的早期阶段，所有哺乳动物都有可能成为雄性或雌性，”研究合著者、格拉纳达大学遗传学教授弗朗西斯科·巴里翁埃沃 (Francisco Barrionuevo) 说。

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一种名为 SRY 的基因仅存在于 Y 染色体上，它会触发形成睾丸的一系列事件。仅具有 X 染色体的个体中该基因的缺失会导致卵巢的形成。科学家们对参与制造这些过程所需蛋白质的基因了解很多。但哺乳动物 DNA 的很大一部分——包括大约 98% 的人类基因组——并不编码任何蛋白质，因此科学家们不确定这些其他基因在性别决定中扮演什么角色（如果有的话）。

长期以来，这些遗传物质被认为是“垃圾DNA”，它们被转化为非编码RNA分子，而不是蛋白质。 RNA可以影响许多生物过程。这些分子中大约四分之一是 microRNA，它们可以附着在许多基因上并调节其活性水平。

在数千种已知的 microRNA 中，研究小组重点关注了一组已知与性别决定相关基因相互作用的六种 microRNA。他们从具有 XY 或 XX 染色体的小鼠胎儿中删除了这些分子。正如预期的那样，XX 小鼠出现了卵巢，但 XY 小鼠显示出子宫发育的早期迹象，并且其卵巢与 XX 小鼠的卵巢没有区别。

“我们（在显微镜下）看到了性腺，它充满了这个女性标记的信号，”该研究的第一作者、安达卢西亚发育生物学中心的博士后研究员Alicia Hurtado说。塞维利亚，告诉《生活科学》。为了证实结果，他们多次重复实验，使用不同的策略删除 microRNA。

为了使 XY 动物的睾丸正常发育，由 SRY 基因产生的蛋白质必须在正确的时间以适当的量产生。研究人员发现，XY 小鼠体内缺乏 6 种 microRNA，导致这种蛋白质的产生比正常情况晚了约 12 小时。这反过来又影响了另一种蛋白质的产生，而这种蛋白质对于男性性器官的生长至关重要。最终，这一系列事件导致了小鼠的性别逆转。

“[这些发现]与我们所知道的非常吻合，只是它带来了另一层复杂性，”日内瓦大学遗传医学和发育学教授 Serge Nef 说，他没有参与这项研究。研究。 “这是我们理解哺乳动物整个[性别决定]过程的又一块砖，”他告诉《生活科学》。

虽然这项研究仅在小鼠中进行，但所有脊椎动物中都发现了六种关键的 microRNA，其历史可以追溯到大约 5 亿年前的第一批脊椎动物。因此，这组 microRNA 很可能在其他哺乳动物（包括人类）中也发挥着类似的作用。