生男生女是女人的问题?全基因组数据告诉你事实真相

小编在小时候常常有很多科学问题,我经常问,为什么世界上只有男人和女人?为什么只有男人和女人才能繁衍下一代?因此小编带着小时候的问题带大家在文献知识海洋深处遨游。

SOX8和SOX9转录因子参与性别分化、男性性腺发育和精子发生过程。Sertoli细胞中缺失Sox9的Sox8突变型小鼠无法形成睾丸索。尽管遗传和组织学数据显示这些转录因子在调控精子发生中起重要作用,但尚不清楚哪些基因在全基因组水平上参与精子发生的作用。

那些想做女性(男性)的男生(女生)不要再埋怨父母了,我们的性别其实由爸爸所决定,所有男生都拥有来自爸爸的Y染色体,而Y染色体短臂上携带性别决定簇Sry基因。

好了,言归正传。为了鉴定所有缺失Sox8的细胞以及缺失Sox9 Sertoli细胞的转录本,本文作者用生后第0、6和18天新生小鼠测定睾丸中mRNA含量。与对照样品相比,在突变体的不同时间点总共发现分别有621个和629个转录物处于降低或升高的水平。

Sox9基因位于第17号染色体的长臂端,Sox9基因是继SRY基因之后人们发现的第一个具有内含子的Sox家族成员。SOX9基因通常只在男性体内活动,当男性的SOX9一旦被开启,FOXL2的活动就遭抑制,并进而终身停顿。这种情况在女性体内刚好相反,FOXL2会最先被启动。Foxl2往往被人们说成“变性基因”,如果Foxl2基因出现突变,女性身体有可能长出睾丸和胡子,这是不是很神奇呢?

所以,对于想要生男宝或女宝的父母们,不要相信坊间所说的“男韭女藕”,其实在胚胎时期(怀孕第9周开始)性别分化,若此时Foxl2基因启动,准妈妈则会孕育出女宝宝。Foxl2基因位于第3号染色体长臂端。

本文作者所用的实验方法如下:

1. 杂交(♀AMH-Cre;Sox9flox/flox ×♂ Sox8−/−)鼠,以获得携带Sox9的纯合Sox8突变型(AMH-Cre;Sox9flox/flox;Sox8−/−EYFP/+)个体。

2. 提取总RNA,用MG430 2.0基因芯片合成cRNA。

3. 基因芯片数据分析、蛋白网络分析。

4. 组织学定位鉴定。

作者通过整合转录起始位点上游潜在调控区中存在的预测SOX结合位点,鉴定了SOX8和SOX9目标基因。最后,作者用蛋白网络数据深入了解Sertoli细胞中缺失Sox8和Sox9的调节相互作用影响。因此,结合RNA表达谱和网络数据在Sertoli细胞中鉴定出SOX8 / SOX9靶基因,并深入了解这些转录因子的相互调控作用。本文作者的结果发现将有助于解释全基因组体内SOX8和SOX9 DNA结合数据。

作者用筛选和聚类基因发现在统计上具有显著性差异的信号变化。Venn图将基因的分布(表示为Entrez基因ID)归纳为以下类别:Sox8 / Sox9突变体vs野生型个体在0和6 dpp时间点内,mRNA水平增加(红色)和减少(蓝色)。

这图表示着基因聚类分析和GO分析。(A)热图概述了对照组(♀AMH-Cre;Sox9flox/flox  ×♂ Sox8−/−)和突变体(AMH-Cre;Sox9flox/flox;Sox8−/− EYFP/+

)睾丸的mRNA信号强度在底部给出的时间点采样。(B)显示了GO注释及其识别号,然后给出了与该术语相关的基因总数,以及观察到的基因数量与预期的偶然发生数量增加(集群C1–C3)和下降(集群C4– C6)类。

以下这图显示了突变型睾丸组织上用几种卵巢特异性标记抗体(抗Fst和抗FOXL2)检测。

这图显示出突变型睾丸组织的Sertoli标记蛋白表达下调。

这热图鉴定了Sox8/Sox9睾丸靶基因。

这热图显示出富集的转录因子DNA结合位点,从而看出突变体睾丸里哪些基因表达上调,哪些基因表达下调。

最后,作者绘出了一张蛋白网络图。

这种全基因组分析法使我们能够鉴定出在Sertoli细胞中可能受SOX8和SOX9调控的基因,并将它们与双重突变表型(或信号变化归因于突变型睾丸中细胞群的其他基因)区分开来。

因此,这项研究为以后的假设驱动研究阐明年轻男性性腺发育的遗传学研究提供了丰富的信息来源。最后,作者的结果发现对于解释该领域中正在进行的工作非常有用,该工作使用染色质免疫沉淀法和超高通量DNA测序技术绘制睾丸细胞中SOX9的全基因组体内DNA结合模式图。

参考文献:

Chalmel, F. , Lardenois, A. , Georg, I. , Barrionuevo, F. , Demougin, P. , Jégou, B. , Scherer, G. and Primig,M. (2013), Genome‐wide identification of Sox8‐, and Sox9‐dependent genes during early post‐natal testis development in the mouse. Andrology, 1: 281-292.

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