小鼠性别比例和男性生育能力相关的基因

发布日期:2019-10-21 19:17   来源:未知   

  准父母中最近的趋势之一是所谓的性别揭露,这是一个用粉红色或蓝色蛋糕参加的聚会,回答了一个迫切的问题:“是男孩还是女孩?”毕竟,假设您有一个50-50的机会会拥有一个或另一个。在《当前生物学》上发表的一篇新文章中,密歇根大学医学系的研究人员研究了性染色体,发现至少在小鼠中使假定的比例偏向某一种性别的基因发生了偏差,并且可能对男性不育症产生重大影响。

  博士学位的Alyssa Kruger表示:“已知有少数男性不育的基因,但仍然有很多未知数。”人类遗传学系的学生。在首席研究员雅各布穆勒(Jacob Mueller)实验室工作的克鲁格和他们的同事一直在研究X和Y染色体-通过精子传递到卵中以确定子代的性别-跨物种和跨物种数百万年的演变。

  克鲁格解释说,性染色体是独特的,因为它们曾经是同一对染色体,但它们独立地进化出不同的基因集。在检查小鼠性染色体后,他们发现了两个最近进化的X连锁基因家族,它们仅在小鼠中被发现。有趣的是,这些基因也存在多个拷贝。为了弄清楚基因的作用,克鲁格的团队使用CRISPR和其他技术从一些小鼠的基因组中删除了它们。

  去除一个X连锁基因家族的所有拷贝后,产生的小鼠的后代倾向于以60-40的比例偏向雄性。这种差异并不是携带更多Y精子的结果-小鼠中X和Y精子的数量保持不变。“这向我们表明,该基因正在影响X精子与Y精子的相对适应性,但我们不知道如何。含Y精子的游动速度更快或更直线,我们尚不知道,”克鲁格说。

  接下来,研究小组决定增加两个X连锁基因家族的拷贝数,以更好地理解为什么存在多个拷贝。他们复制了基因组的这些区域,而且令人惊讶的是,这也使性别比偏离了60-40,只是这次是为了雌性后代。

  克鲁格说,这些X连锁的基因家族似乎是携带X的精子健康的“表盘”。有趣的是,Y染色体上的相关基因家族也以多个拷贝存在,并且可能在含Y精子中起类似作用。她说,在其他使用果蝇的实验中也观察到了相同的性别偏向,尽管很难观察到,但人类中可能存在类似的现象。“我们认为这些基因的来回复制是一种X和Y染色体之间的进化军备竞赛,这种竞赛已经进行了超过2000万年,以保持50-50的男女比例。”

  除了它们的性别比例效应外,这两个基因的一个重要特征是它们的完全去除会导致雄性小鼠不育。

  具体而言,删除两个X连锁基因家族的所有副本可防止雄性小鼠产生精子;他们无法将圆形细胞转化为带有我们认为是精子的头和尾的细长细胞。克鲁格说:“没有发生许多细胞过程,我们希望这种模型能使我们更好地了解精子生产的发展过程。”