發(fā)育中的脊椎動物的性腺中的體細胞為生殖細胞提供激素等提示
發(fā)育中的脊椎動物的性腺中的體細胞為生殖細胞提供激素等提示,發(fā)育成精子或卵子。研究這些線索影響生殖細胞成為精子或卵子的承諾的方式,來自日本岡崎國立基礎(chǔ)生物學研究所的田中稔的實驗室的Toshiya Nishimura及其同事發(fā)現(xiàn)了一個基因,當從女性胚胎遺漏時日本的大米魚,或青蒿(Oryzias latipes),導致魚在孵化后不久產(chǎn)生功能性精子。該研究小組今天(6月11日)在“ 科學”雜志上發(fā)表的研究結(jié)果表明,至少在青蒿精子發(fā)生過程中必須抑制卵子發(fā)生才能正常進行,并且精子可以在卵巢環(huán)境中發(fā)育。
“這是令人興奮的,因為它絕對是意料之外的,” 研究德國維爾茨堡大學性腺發(fā)育的Manfred Schartl說,并沒有參與當前的研究。“這些生殖細胞具有遺傳決定性命運是新的。”
該基因foxl3是foxl2基因的古老譜系復制品,已知其參與哺乳動物卵巢形成。但foxl3的功能以前不清楚。“在哺乳動物中,眾所周知,foxl2可拮抗雄性體細胞的命運,現(xiàn)在foxl3,至少在青白中,似乎可以對抗雄性生殖細胞的命運,” 澳大利亞昆士蘭大學研究性別的高級研究員Josephine Bowles說。在哺乳動物中測定并且沒有參與該研究。
該團隊創(chuàng)造了兩個青med突變體,導致FOXL3蛋白無法檢測到。在雌性純合突變體魚中,卵巢內(nèi)的精子發(fā)生可在魚孵化后一周檢測到 - 比雄性青春期的典型時間提前三周,當時這些魚開始精子生產(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,突變體魚明顯為雌性,缺乏foxl3不影響其周圍體細胞性腺細胞的發(fā)育。研究人員在一些突變魚的精子產(chǎn)卵巢中檢測到了一些卵母細胞。
Tanaka 在一封電子郵件中告訴The Scientist,因為精子可能在女性信號和激素的情況下形成,結(jié)果表明雄性生殖細胞可能不會記錄女性體細胞的調(diào)節(jié)信號。
“在一個看似完美的卵巢的環(huán)境中,生殖細胞主要經(jīng)歷精子發(fā)生途徑,這表明通常阻止生殖卵巢中生殖細胞采用精子發(fā)生途徑的唯一因素是foxl3, ”鮑爾斯說。“這表明這些生殖細胞的性命在這個物種中是多么可塑。”
根據(jù)Schartl的說法,foxl3似乎允許雌性生殖細胞對環(huán)境信號做出反應,同時突變體可以屏蔽這些性腺體細胞信號。Scharl補充說,默認的開發(fā)軌道看起來是男性是意料之外的,因為“來自高等脊椎動物的所有數(shù)據(jù)都顯示默認開發(fā)[軌道]是女性。”
不同魚類的性別決定機制差異很大。鮑爾斯指出,與許多其他魚類不同,其中溫度依賴性機制決定性別,青色的性別決定是通過染色體確定的。
目前尚不清楚青med的結(jié)果是否會對哺乳動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)基科學研究所的發(fā)育生物學家Allan Spradling說,他沒有參與這項工作。
Tanaka說, 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胞性別的因素聯(lián)系起來。
“這是一項令人驚訝的研究,從技術(shù)上講,這很精彩,”Schartl說。“它為我們(發(fā)育生物學家)提供了很多思考。”
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