發(fā)育中的脊椎動(dòng)物的性腺中的體細(xì)胞為生殖細(xì)胞提供激素等提示
發(fā)育中的脊椎動(dòng)物的性腺中的體細(xì)胞為生殖細(xì)胞提供激素等提示,發(fā)育成精子或卵子。研究這些線索影響生殖細(xì)胞成為精子或卵子的承諾的方式,來(lái)自日本岡崎國(guó)立基礎(chǔ)生物學(xué)研究所的田中稔的實(shí)驗(yàn)室的Toshiya Nishimura及其同事發(fā)現(xiàn)了一個(gè)基因,當(dāng)從女性胚胎遺漏時(shí)日本的大米魚(yú),或青蒿(Oryzias latipes),導(dǎo)致魚(yú)在孵化后不久產(chǎn)生功能性精子。該研究小組今天(6月11日)在“ 科學(xué)”雜志上發(fā)表的研究結(jié)果表明,至少在青蒿精子發(fā)生過(guò)程中必須抑制卵子發(fā)生才能正常進(jìn)行,并且精子可以在卵巢環(huán)境中發(fā)育。
“這是令人興奮的,因?yàn)樗^對(duì)是意料之外的,” 研究德國(guó)維爾茨堡大學(xué)性腺發(fā)育的Manfred Schartl說(shuō),并沒(méi)有參與當(dāng)前的研究。“這些生殖細(xì)胞具有遺傳決定性命運(yùn)是新的。”
該基因foxl3是foxl2基因的古老譜系復(fù)制品,已知其參與哺乳動(dòng)物卵巢形成。但foxl3的功能以前不清楚。“在哺乳動(dòng)物中,眾所周知,foxl2可拮抗雄性體細(xì)胞的命運(yùn),現(xiàn)在foxl3,至少在青白中,似乎可以對(duì)抗雄性生殖細(xì)胞的命運(yùn),” 澳大利亞昆士蘭大學(xué)研究性別的高級(jí)研究員Josephine Bowles說(shuō)。在哺乳動(dòng)物中測(cè)定并且沒(méi)有參與該研究。
該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了兩個(gè)青med突變體,導(dǎo)致FOXL3蛋白無(wú)法檢測(cè)到。在雌性純合突變體魚(yú)中,卵巢內(nèi)的精子發(fā)生可在魚(yú)孵化后一周檢測(cè)到 - 比雄性青春期的典型時(shí)間提前三周,當(dāng)時(shí)這些魚(yú)開(kāi)始精子生產(chǎn)。雖然卵巢內(nèi)的精子發(fā)生有些不規(guī)則,但所得到的精子是可行的。提取的卵巢產(chǎn)生的精子使野生型雌魚(yú)卵的一半受精,并且這些受精卵的大部分孵出。除產(chǎn)生精子外,突變體魚(yú)明顯為雌性,缺乏foxl3不影響其周?chē)w細(xì)胞性腺細(xì)胞的發(fā)育。研究人員在一些突變魚(yú)的精子產(chǎn)卵巢中檢測(cè)到了一些卵母細(xì)胞。
Tanaka 在一封電子郵件中告訴The Scientist,因?yàn)榫涌赡茉谂孕盘?hào)和激素的情況下形成,結(jié)果表明雄性生殖細(xì)胞可能不會(huì)記錄女性體細(xì)胞的調(diào)節(jié)信號(hào)。
“在一個(gè)看似完美的卵巢的環(huán)境中,生殖細(xì)胞主要經(jīng)歷精子發(fā)生途徑,這表明通常阻止生殖卵巢中生殖細(xì)胞采用精子發(fā)生途徑的唯一因素是foxl3, ”鮑爾斯說(shuō)。“這表明這些生殖細(xì)胞的性命在這個(gè)物種中是多么可塑。”
根據(jù)Schartl的說(shuō)法,foxl3似乎允許雌性生殖細(xì)胞對(duì)環(huán)境信號(hào)做出反應(yīng),同時(shí)突變體可以屏蔽這些性腺體細(xì)胞信號(hào)。Scharl補(bǔ)充說(shuō),默認(rèn)的開(kāi)發(fā)軌道看起來(lái)是男性是意料之外的,因?yàn)?ldquo;來(lái)自高等脊椎動(dòng)物的所有數(shù)據(jù)都顯示默認(rèn)開(kāi)發(fā)[軌道]是女性。”
不同魚(yú)類(lèi)的性別決定機(jī)制差異很大。鮑爾斯指出,與許多其他魚(yú)類(lèi)不同,其中溫度依賴(lài)性機(jī)制決定性別,青色的性別決定是通過(guò)染色體確定的。
目前尚不清楚青med的結(jié)果是否會(huì)對(duì)哺乳動(dòng)物的性別決定研究產(chǎn)生任何影響,馬里蘭州巴爾的摩卡內(nèi)基科學(xué)研究所的發(fā)育生物學(xué)家Allan Spradling說(shuō),他沒(méi)有參與這項(xiàng)工作。
Tanaka說(shuō), 研究小組正在研究如何調(diào)節(jié)foxl3,調(diào)節(jié)什么,以及這種基因如何與決定青春性腺體細(xì)胞性別的因素聯(lián)系起來(lái)。
“這是一項(xiàng)令人驚訝的研究,從技術(shù)上講,這很精彩,”Schartl說(shuō)。“它為我們(發(fā)育生物學(xué)家)提供了很多思考。”
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