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性逆轉的新證據如何幫助顯示性染色體在進化時間內是如何維持的

2019-04-29 10:52:41 ? 來源：

說到性，青蛙，就像人一樣，表現出類似的XX(雌性)和XY(雄性)性染色體遺傳模式。在人類中，雖然X染色體保留了與所有其他非性染色體相似的大量基因，但是與男性相關的貧窮Y在很長一段時間內都在萎縮。然而，在青蛙中，Y沒有顯示出退化的跡象，看起來就像X染色體一樣。

但是什么能讓這條Y染色體免于退化?

發(fā)表在“分子生物學與進化”雜志的先進在線版上的歐洲常見青蛙林蛙(Rana temporaria)的一項新研究提供了一些新的線索，這些線索挑戰(zhàn)了關于性染色體進化的傳統(tǒng)科學智慧。

普遍的觀點是Y染色體在雄性中萎縮，因為XY重組被染色體倒位或非同源區(qū)域抑制。然而，在青蛙中，對性別決定的遺傳控制可以在群體內部和群體之間變化，導致定期性別逆轉(“滲漏”遺傳性別決定)的發(fā)生。

尼古拉斯·佩林在洛桑大學的研究小組，包括主要作者尼古拉斯·羅德里格斯的研究小組，已經找到了第一個直接證據表明這些性逆轉有助于維持Y在進化時期。

佩林稱這是“青春之泉”的假設，而新的證據有助于為他的理論帶來一些新鮮的“水”。

這個模型的一個關鍵點是，性別逆轉的XY雌性 - 基因組平臺的改組 - 被稱為X和Y染色體之間的重組可以發(fā)生。

在這項研究中，佩林的團隊共使用了來自一個小型養(yǎng)殖池塘的314只成年青蛙，這是一個位于瑞士阿爾卑斯山的Meitreile地區(qū)，從那里將配對帶到洛桑大學校園的一個特殊的戶外設施，在那里青蛙產卵。

這項研究的關鍵之一是在繁殖的成年人中發(fā)現，不僅是少數性別逆轉的XX男性，而且還是極為罕見的XY性別逆轉女性。“我們的抽樣很幸運能得到一個這樣的個體(實際上是54個樣本女性中唯一的XY個體)，”佩林說。

使用16個與性別相關的遺傳標記，他們仔細測量了重組事件的數量，或者在其后代中發(fā)生的染色體交換。

他們發(fā)現性染色體中的重組取決于表型性別，而不是遺傳性別。

所有看似重要的事情都是男性或女性。

“正如我們在這里通過在分析中包括性別逆轉的雄性和雌性所示，重組模式完全由表型性別解釋，基因型性別無論是單獨的還是在相互作用中都沒有可檢測的影響。特別是雄性大大減少了重組獨立性性染色體分化，“佩林說。

“更重要的是(就進化后果而言)，我們目前的結果提供了第一個直接的野外證據，證明X和Y染色體在XY雌性中重組，”Rodrigues說。

他們得出結論，XY性別逆轉女性的發(fā)生，然后X和Y染色體之間的重組可能與維持該物種和其他物種的性染色體狀態(tài)有關。

“因此，我們的結果通過顯示X和Y染色體在自然發(fā)生的性別逆轉的XY女性中重組，為年輕人的模型帶來了強有力的支持，”佩林說。“這一結果有可能解釋林蛙中性染色體分化的缺失，以及兩棲動物，魚類和非禽類爬行動物的其他譜系的延伸，其中性逆轉事件也有記錄。”

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