德國Mainz大學分子生物學研究所的科學家,確定了啟動雄特性器官發(fā)育所必須的蛋白。研究顯示,缺乏Gadd45g基因會導致雄性小鼠性別完全反轉,使它們長得像雌性小鼠一樣,文章發(fā)表在Cell旗下Developmental Cell雜志上。英國Andy Greenfield研究組也在同期Developmental Cell發(fā)表了類似的研究成果,兩篇文章共同揭示了一個控制胚胎性別發(fā)育的基因網(wǎng)絡。
由德國Mainz大學Christof Niehrs教授領導的研究顯示,僅刪除一個基因Gadd45g,就會使雄性小鼠長出與雌性小鼠相差無幾的外生殖器。此外,Gadd45g突變型小鼠的內部生殖器也與雌性小鼠很相似,Gadd45g突變使雄性小鼠發(fā)生了完全的性別反轉。Christof Niehrs介紹說,“在培養(yǎng)Gadd45g突變型小鼠時得到的都是雌性,這使我們很疑惑,直到我們發(fā)現(xiàn)這些雌性小鼠中有些實際上攜帶有Y染色體。”
研究人員進一步發(fā)現(xiàn),Gadd45g是通過調節(jié)控制著Sry基因的信號級聯(lián)發(fā)揮功能,此前有研究顯示Sry是雄特性別發(fā)育的主要調節(jié)子。這項研究不僅發(fā)現(xiàn)了Gadd45g的新功能,也揭示了控制性別發(fā)育的新信號通路,對于性別發(fā)育類疾病研究有重要啟示。
在胚胎發(fā)育過程中,雄性器官要正確發(fā)育,Sry基因就必須在特定時間段以高水平表達。而研究人員發(fā)現(xiàn),Gadd45g的表達模式與Sry高度相似。只不過Gadd45g 基因比Sry稍早一點啟動。此外,在缺乏Gadd45g基因的小鼠體內,Sry基因不能正確表達,說明Gadd45g通過調控雄性發(fā)育的主要調節(jié)子,來影響雄性小鼠的發(fā)育。
文章還描述了Gadd45g調控Sry 的潛在機制,這一機制指出,Gadd45g結合并激活關鍵的信號蛋白(如p38),隨后這些信號蛋白激活轉錄因子Gata4。轉錄因子被激活后,會與Sry基因結合并使之啟動。
英國Andy Greenfield研究組也在同期Developmental Cell發(fā)表了類似研究成果。他們的研究指出,MAP3K4激酶或Gadd45缺乏都會導致小鼠發(fā)生性別反轉,而Gadd45與Map3k4在性別決定中存在相互作用,Map3k4過表達可以抵消Gadd45缺失。在上述兩種突變中,性別反轉都與p38 MAPK和GATA4的磷酸化有關。研究人員指出,GADD45與MAP3K4相互作用是通過p38 MAPK控制Sry基因的表達,并由此控制小鼠性別發(fā)育的。