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DSX基因:两性体细胞发育的最终决定因素

时间:2026-01-26 理论教育 凌薇 版权反馈
【摘要】:同时,研究发现DSXM与DSXF的功能对立,当在一个性别中同时表达两者时,果蝇也会发育为间性。由于dsx基因所处的特殊地位,当改变该基因的表达模式时,比如只表达DSXM,不管果蝇是XX还是XY,有还是没有SXL或TRA,果蝇的体细胞均发育为雄性。从这一点上讲,dsx是两性体细胞发育的最终决定因素。

以Sxl调控的果蝇体细胞发育和行为差异为例。Sxl启动了靶基因——性别转换基因transformer(简称tra)在雌性果蝇中表达,而在雄性果蝇中tra不表达。tra突变体雌蝇会“转换性别”,发育成雄蝇的外表,该基因也因此得名。

tra是一个很小的(约1 kb也即1千碱基)编码RNA结合蛋白的基因,其蛋白质产物可以特异识别重复的TC(T/A)(T/A)CAATCAACA序列。研究发现,果蝇基因组中包含3个或以上该序列的基因只有2个,分别是不育基因fruitless(简称fru,该基因突变的雄蝇是不育的,因此得名)和双性基因doublesex(简称dsx,该基因突变的果蝇发育为间性,兼具两性性征)。这2个基因都位于果蝇第三号染色体上,是TRA蛋白的直接靶基因,也是性别决定信号通路中的最底层基因。可以说,X∶A的比值最终通过这2个基因,控制了两性的体细胞差异以及行为差异。更有趣的是,dsx主要调控两性的体细胞差异,包含了除个体大小之外的几乎所有两性差异;而fru则主要调控两性行为的差异,它也参与到一条特异的肌肉的发育之中。

在雄性果蝇中,由于Sxl和tra都没有发挥作用,dsx与fru产生了默认的雄性特异的蛋白质产物,分别为DSXM和FRUM。而在雌性果蝇中,TRA蛋白通过直接结合dsx和fru的初始RNA,调控了RNA的剪接过程,从而产生不同于雄性的成熟mRNA,生成雌性特异的DSXF蛋白,以及没有功能的FRUF蛋白。DSXM、FRUM和DSXF都是转录因子,通过调控一系列靶基因的表达来实现自身的功能。(https://www.xing528.com)

DSXM与DSXF分别促进果蝇朝雄性特征或雌性特征发育,当两者都缺失时,雌雄果蝇均发育为间性。同时,研究发现DSXM与DSXF的功能对立,当在一个性别中同时表达两者时,果蝇也会发育为间性。

由于dsx基因所处的特殊地位(性别决定信号通路的末端),当改变该基因的表达模式时,比如只表达DSXM,不管果蝇是XX还是XY,有还是没有SXL或TRA,果蝇的体细胞均发育为雄性。从这一点上讲,dsx是两性体细胞发育的最终决定因素。

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