小鼠性別比例與男性生育相關(guān)基因

準(zhǔn)父母最近的一個(gè)趨勢(shì)是所謂的性別披露，這是一個(gè)有粉色或藍(lán)色蛋糕的聚會(huì)，回答了一個(gè)緊迫的問(wèn)題：“是男孩還是女孩？”畢竟，假設(shè)你有50%的機(jī)會(huì)擁有其中一個(gè)。在《當(dāng)前生物學(xué)》發(fā)表的一篇新文章中，密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)部的研究人員對(duì)性染色體進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)至少在老鼠身上，使假設(shè)比例偏向某一性別的基因發(fā)生了偏離，這可能會(huì)對(duì)男性不育產(chǎn)生重大影響。

博士學(xué)位的Alyssa Kruger說(shuō)：“已知的男性不育基因很少，但仍有很多未知?！比祟愡z傳學(xué)系的學(xué)生?？唆敻裨谑紫芯繂T雅各布穆勒(Jacob Mueller)的實(shí)驗(yàn)室工作，數(shù)百萬(wàn)年來(lái)，他和他們的同事一直在研究X和Y染色體——由精子轉(zhuǎn)移到卵子決定的后代性別——以及跨物種和跨物種的進(jìn)化。

克魯格解釋說(shuō)，性染色體是獨(dú)一無(wú)二的，因?yàn)樗鼈冊(cè)?jīng)是同一對(duì)染色體，但它們獨(dú)立進(jìn)化出不同的基因集。在檢查了老鼠的性染色體后，他們發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)最近進(jìn)化的X連鎖基因家族，這兩個(gè)家族只在老鼠身上發(fā)現(xiàn)。有趣的是，這些基因也有多個(gè)拷貝。為了理解基因的作用，克魯格的團(tuán)隊(duì)使用CRISPR和其他技術(shù)將它們從一些小鼠的基因組中刪除。

移除X連鎖基因家族的所有拷貝后，老鼠的后代往往是雄性，比例為60-40。這種差異不是攜帶更多Y精子的結(jié)果——小鼠體內(nèi)X和Y精子的數(shù)量保持不變?！斑@向我們表明，這個(gè)基因正在影響X精子和Y精子的相對(duì)適應(yīng)性，但我們不知道是如何影響的。我們不知道含有Y的精子游得更快還是更直，”克魯格說(shuō)。

接下來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)決定增加兩個(gè)X連鎖基因家族的拷貝數(shù)，以更好地理解為什么會(huì)有多個(gè)拷貝。他們復(fù)制了基因組的這些區(qū)域，令人驚訝的是，它還將性別比例偏離了60-40，只是這次是針對(duì)女性后代。

克魯格說(shuō)，這些X連鎖基因家族似乎是攜帶X的精子健康的“表盤(pán)”，有趣的是，Y染色體上的相關(guān)基因家族也存在多個(gè)拷貝，可能在含Y精子中起到類似的作用。她說(shuō)，在使用果蠅的其他實(shí)驗(yàn)中也觀察到了同樣的性別偏見(jiàn)。雖然很難觀察到，但類似的現(xiàn)象可能存在于人類身上?！拔覀冋J(rèn)為，這些基因的來(lái)回復(fù)制是X染色體和Y染色體之間的進(jìn)化軍備競(jìng)賽，為了保持50-50的男女比例，這場(chǎng)競(jìng)賽已經(jīng)持續(xù)了2000多萬(wàn)年?！?

除了它們的性別比效應(yīng)之外，這兩個(gè)基因的一個(gè)重要特征是它們的完全消除會(huì)導(dǎo)致雄性小鼠不育。

具體來(lái)說(shuō)，刪除兩個(gè)X連鎖基因家族的所有拷貝可以阻止雄性小鼠產(chǎn)生精子；它們不能把圓形細(xì)胞變成我們認(rèn)為是精子的有頭有尾的細(xì)長(zhǎng)細(xì)胞。克魯格說(shuō)：“細(xì)胞過(guò)程并不多。我們希望這個(gè)模型能幫助我們更好地理解精子產(chǎn)生的發(fā)展過(guò)程。”

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