生男生女，这些基因说了算

每一位怀孕的母亲都会迫不及待地想知道肚子里宝宝的性别。最近，在《当代生物学》上发表的一篇新文章中，美国密歇根大学的医学研究人员在研究小鼠的性染色体时发现，某些基因会使性别比例偏向某一性别，而且可能会对雄性不育产生重大影响。

人类遗传学系的博士生Alyssa Kruger说：“目前已知的导致雄性不育的基因屈指可数，但这里面还有很多的未知因素。”精子会将性染色体（X或Y染色体）传递给卵子来确定后代的性别，Kruger在首席研究员Jacob Mueller博士的实验室工作，他和同事们一直在研究多个物种的性染色体以及它们数百万年的进化过程。

Kruger解释说，性染色体是独一无二的，虽然它们曾经是一对完全相同的染色体，但它们各自独立地进化出了不同的基因。通过检查小鼠的性染色体，研究人员在小鼠身上发现了两个最近进化的X连锁基因家族。有趣的是，这些基因存在多个拷贝。为了探究它们的作用，Kruger的团队使用CRISPR和其他技术在小鼠的基因组中敲除了它们。

结果发现，敲除一个X连锁基因家族的所有拷贝后，小鼠后代的雄性和雌性比例为6比4。但是携带X和Y染色体的精子数量却保持不变，表明这种差异的原因并非是存在更多的携带Y染色体的精子。“这向我们表明，这个基因可能会影响X和Y精子的相对适合度，但我们不知道是如何影响的，也许携带Y染色体的精子游得更快或者更直。”Kruger说。

接下来，研究小组决定增加两个X连锁基因家族的拷贝数，以更好地理解为什么这两个基因家族会有多个拷贝。他们复制了这些区域的基因组，令人惊讶的是，小鼠后代的雄性和雌性比例变成了4比6。

Kruger说，这些X连锁基因家族似乎是X精子适应度的“刻度盘”。有趣的是，Y染色体上的一个相关基因家族也存在多个拷贝，也可能在携带Y染色体的精子中起到了类似的作用。果蝇实验中也观察到了同样的性别扭转，类似的情况也可能会出现在人类身上，尽管很难观察到。“我们认为这些基因的反复复制就像是X和Y染色体之间的一场进化军备竞赛，这场竞赛已经持续了2000万年，目的就是维持雌雄比例的平衡。” Kruger说。

除了性别比例效应外，这两个X连锁基因家族的完全敲除还会导致雄性小鼠不育。具体来说，移除X连锁基因家族的所有拷贝阻止了雄鼠产生精子，它们无法将圆形精子转化为拥有头部和尾部的长形精子。Kruger说：“这些精子没有发生许多必须的细胞过程。我们希望这个模型能让我们更好地理解精子发生的过程。”

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编译：花花

审稿：西莫

责编：张梦

期刊来源：《当代生物学》

期刊编号：0960-9822

原文链接：

https://labblog.uofmhealth.org/lab-report/genes-linked-to-sex-ratio-and-male-fertility-mice

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