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Nature:發(fā)現(xiàn)首個由RNA決定性別的生物

日期:2014-05-16 09:20:52

 

在絲綢生意中,性別就是金錢。相比雌蠶,雄蠶編織的蠶繭具有更多高質(zhì)量的蠶絲。占據(jù)數(shù)十億美元資產(chǎn)的桑蠶工業(yè)長期以來都在尋求一種簡單的方法只養(yǎng)育雄蠶。現(xiàn)在這有可能成為一個現(xiàn)實(shí)的目標(biāo),研究人員確定了決定家蠶性別的過程。他們發(fā)現(xiàn)家蠶的性因子是一種小RNA分子,這是第一個發(fā)現(xiàn)是由RNA而非蛋白質(zhì)決定性別的生物。

 

蠶的性別是由WZ染色體系統(tǒng)決定,相比之下哺乳動物是由XY系統(tǒng)決定。雌蠶攜帶的是WZ性染色體,而雄性則擁有一雙Z染色體

 

去年,研究人員揭示了如何通過遺傳修飾蠶從而使雌蠶表達(dá)一種致命蛋白。然而,當(dāng)研究人員努力去W染色體上鑒別決定蠶雌性性別的基因時卻陷入了困境:W染色體上似乎沒有任何的蛋白質(zhì)生成基因,其幾乎完全填滿了稱作為轉(zhuǎn)座子的寄生可移動遺傳元件。2011年,東京大學(xué)昆蟲學(xué)家Susumu Katsuma領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組報(bào)告稱,在新形成的卵細(xì)胞中W染色體生成的一些短RNA分子控制了轉(zhuǎn)座子。

 

性別特異性

 

514日的《自然》(Nature)雜志上,Katsuma和他的研究小組報(bào)告稱發(fā)現(xiàn),一種叫做Fem的短RNA分子為雌蠶所特有,表明它在性別決定中起作用。這一Fem RNA分解了Z染色體上Masculinizer基因生成的對應(yīng)分子。當(dāng)研究人員沉默Masculinizer之時,胚胎執(zhí)行了生成雌性組織的遺傳程序。

 

Nature一篇附隨新聞與觀點(diǎn)(News & Views)文章的作者、捷克共和國昆蟲學(xué)研究所分子遺傳學(xué)家František Marec說,作者們斷定Fem RNA決定了雌蠶的性別。他有一種預(yù)感,其他的鱗翅類物種也以相同的方式?jīng)Q定了性別。例如,當(dāng)將W染色體的以小部分添加到他所研究的一些雄蛾突變體基因組中時,這些雄蛾在胚胎期死亡。

 

Katsuma說,他的研究小組正在試圖操控家蠶的性別決定以實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。但Marec認(rèn)為生成全雄性的蠶種將不是件容易的事情。只是阻斷Fem RNA還不能將通常的雌雄WZ胚胎轉(zhuǎn)變?yōu)樾坌裕种?/span>Masculinizer會殺死攜帶雙Z染色體的胚胎。遺傳修飾生成只有雌性的蠶種應(yīng)該更容易成功,Marec說:“你需要找到一些遺傳方法自主地殺死雌性。”

 

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