哺乳动物揭示新的性别决定机制

在哺乳动物中，染色体水平上雄性和雌性的区别是由于X和Y染色体。通常，女性有两条X染色体(XX)，而男性有一条X和一条Y染色体(XY)。Y染色体上的Sry基因触发睾丸的形成。然而，存在少数啮齿动物物种，其中Y染色体已经消失，同时带有Sry基因。在这些物种中发生睾丸发育的机制尚未完全了解，并且是许多研究的主题。

由北海道大学AsatoKuroiwa教授领导的一组研究人员发现了奄美刺鼠性别分化的遗传基础，该鼠是缺乏Y染色体和Sry基因的物种之一。他们的发现发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。

奄美刺鼠是一种仅在日本奄美大岛发现的濒危啮齿动物。它是已知仅有的四种缺乏Y染色体的哺乳动物之一，另外还有它的近亲德之岛刺鼠，以及外高加索鼹鼠和Zaisan鼹鼠。在奄美刺鼠中，Sry基因完全缺失;因此，该动物已经进化出一种独立于Sry的新型性别决定机制。

研究小组从三只雄性和三只雌性奄美棘鼠身上收集了组织样本，并用它们为每个个体生成基因组序列。深入分析揭示了仅存在于男性中的DNA序列重复。该重复区域位于3号染色体上Sox9基因的上游。

在哺乳动物中，Sox9是Sry的靶标，负责睾丸的分化。对其进行了详细研究，并且已知许多控制Sox9表达的调控元件。

研究人员透露，Ama​​mispiny大鼠的序列重复是一种新的调控元件，它在没有Sry的情况下上调Sox9。他们能够绘制出它在染色体上相对于Sox9的位置，并证实它与小鼠体内潜在的Sox9增强子Enh14相似。他们假设Enh14的两个副本协同工作以上调Sox9的表达。当他们通过基因编辑技术将该序列引入小鼠基因组时，雌性(XX)小鼠胚胎显示出诱导睾丸形成的基因表达。

这项研究是首次发现与哺乳动物性别决定机制直接相关且独立于Sry的雄性特异性遗传元件。它表明奄美刺鼠的性别决定机制已经转移到常染色体3号染色体上——这是哺乳动物性别决定机制易位的第一个例子。

未来的工作将侧重于研究Enh14作用的确切机制，以及确定这种新机制的其他要素。然而，尚不清楚这种机制是否可以扩展到所有四种缺少Y染色体的啮齿动物物种，尤其是远缘相关的鼹鼠田鼠。