杜衛國研究團隊發現溫度誘導龜雌性發育的信號通路

動物的性別決定是生物學中最基本的問題,它對個體發育和種群發展都具有非常重要的意義。在性別決定過程中,雌性的發育往往被認為是一條默認的發育途徑。比如在人和小鼠中,當Y染色體缺失時,會默認性腺發育為卵巢。然而,卵巢發育仍然需要雌性信號調控,控製雌性發育的主動過程在許多動物中並不為人所知。

必威精装版app西汉姆联 杜衛國研究團隊以具有溫度依賴型性別決定機製的紅耳龜作為研究對象(高溫31°C產雌性後代,低溫26°C產雄性後代),首次建立了高溫誘導的STAT3磷酸化(pSTAT3)與雌性通路激活之間的直接遺傳聯係,揭示了高溫誘導卵巢發育的主動過程。

首先,研究人員們發現轉錄因子pSTAT3和雌性性別決定基因FoxI2的表達都是溫度依賴的,均在雌性性腺中高表達。其次,他們發現在產雌溫度31°C下抑製pSTAT3或者在產雄溫度26°C下激活pSTAT3均會誘導胚胎發生性別逆轉。並且,由pSTAT3激動或抑製誘導的性別逆轉可以分別通過敲降或過表達FoxI2來回複。最後,他們發現pSTAT3直接結合到FoxI2的啟動子位點,從而啟動雌性發育途徑。

相關研究成果以“pSTAT3 activation of Foxl2 initiates the female pathway underlying temperature-dependent sex determination.”為題於2024年9月3日在線發表於美國科學院院刊《PNAS,並入選了本期“In This Issue”亮點文章。必威精装版app西汉姆联 杜衛國研究員為通訊作者,必威精装版app西汉姆联 博士後吳鵬飛、助理研究員王喜鳳以及浙江萬裏學院葛楚天教授為共同第一作者,浙江萬裏學院碩士生金琳、必威精装版app西汉姆联 高飛教授以及碩士生丁子晗、聯合培養博士生劉芳和碩士生張菊參與此項研究工作。該研究工作得到國家自然科學基金項目(NO.32030013,31821001)的支持。

論文鏈接:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2401752121.

圖1 紅耳龜溫度依賴型性別決定雌性信號通路。

圖2 在產雌溫度31°C下pSTAT3結合到Foxl2啟動子位點並激活其轉錄。

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