06.20 刪除一小段DNA,改變天生性別

調節一個“DNA開關”,讓男性變成女性?科學家們已經在小鼠身上實現了這一“聽起來很科幻”的事情!相關成果發表在最新一期的Science雜誌上

刪除一小段DNA,改變天生性別

最近,來自倫敦Francis Crick研究所的科學家們在工作中,將雄性小鼠DNA中的一斷DNA移除,成功使它們變成了雌性。這項研究目的旨在理解目前日益增長的人類性發育障礙問題。該研究近日已發表在《Science》上。

刪除一小段DNA,改變天生性別

研究人員從小鼠的遺傳密碼中除去一小段DNA後,雄性小鼠生長出卵巢和雌性生殖器,而不再是常規的雄性解剖特徵。這項發現可以有助於解釋為什麼擁有缺失類似DNA鏈的XY染色體的人會繼續發育出雌性性器官?雄性通常擁有X和Y染色體,而雌性擁有兩個X染色體。研究人員發現,他們能夠通過移除小鼠DNA中的增強子13(簡稱Enh13)來逆轉雄性小鼠的性別。與98%的基因組相似,這部分DNA不攜帶任何用於製造蛋白質的基因。Francis Crick研究所的基因學家Robin Lovell-Badge說:“我們首次發現,改變DNA的非編碼區域能夠逆轉性別。我們認為,Enh13可能與人類的性別發育紊亂有關,這項發現可以被用於幫助診斷此類疾病。”

刪除一小段DNA,改變天生性別

研究人員表示,人類的性別發育紊亂中,至少有一半不明原因的遺傳原因。Lovell-Badge說:“對這類患者的分析主要集中在編碼蛋白質的基因部分,而忽略了這些控制基因活性的部分。”

除非早期性器官在子宮內能獲得足夠的SOX9蛋白質,否則哺乳動物胚胎一定會長出卵巢併成為雌性。SOX9會導致卵巢變成睪丸,並引導胚胎的其他部分變成雄性。在發育的最初階段,SOX9的水平會受到位於Y染色體上的Sry基因編碼的SRY蛋白控制。這就是為什麼擁有X染色體和Y染色體的雄性通常會發育出睪丸,而含有2條X染色體的雌性則不會發育出這一男性特徵器官。

研究人員們稱,Enh13能夠在正確的時間增強SOX9水平,從而產生睪丸。當Enh13被從遺傳密碼中移除之後,雄性小鼠就會成為雌性。

研究第一作者,Francis Crick 研究所的基因學家Nitzan Gonen博士說:“我們的研究表明,被人們稱為‘垃圾’DNA的DNA其實起到了某些重要作用,而且此類DNA佔到人類基因組的98%。在這項研究中,我們鑑定出了4個增強子,但令人驚訝的是,僅其中1個增強子就能控制像性別這樣重要的事情。”

Lovell-Badg補充說:“即使目前我們仍然沒有解決方案,但這項發現能夠幫助患者理解自己的病情,並幫助臨床醫生決定最佳的治療方法。然而,理解基因如何調控才能最終治癒這種疾病。隨著我們瞭解得越來越多,我們終將能開發出調節基因活動的方法來解決更廣泛的臨床問題,而不僅僅是影響睪丸或卵巢發育。”


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