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美鳳力臨床前大動物實驗中心
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哺乳動物經常會出現性別特異性特征。這些特征源于相應遺傳程序的激活，而迄今為止，科學界對這些程序的描述基本上是空白。
在一項新的研究中，來自德國海德堡大學分子生物學中心和英國弗朗西斯-克里克研究所的研究人員首次破解了控制特定哺乳動物---人類、小鼠、大鼠、兔子和負鼠---主要器官的性別特異性發育的程序。通過比較這些程序，他們還追溯到了性別特異性器官特征的進化過程。相關研究結果發表在
的Science期刊上，論文標題為“Sex-biased gene expression across mammalian organ development and evolution”。
性別二態性（sexual dimorphism）描述了第二性別特征的產生，在生物學中指同一物種中性成熟的雄性和雌性在外觀上的差異，這些差異與生殖器官無關。
這些性別特異性特征包括身體大小和顏色的明顯差異，或不同器官（比如雄鹿的鹿角）的發育。此外，在內部器官的大小、功能和細胞組成方面也有不太明顯的差異。
海德堡大學分子生物學中心的Henrik Kaessmann教授博士與弗朗西斯-克里克研究所的Margarida Cardoso-Moreira博士共同領導了這項研究。Kaessmann說，在人類中，這些差異，比如在肝臟中，可能導致性別特異性藥物處理或藥物療效。
哺乳動物器官在出生前后的發育受控于許多不同基因之間的微調而復雜的相互作用，這些基因也被稱為基因表達程序。
論文第一作者、Kaessmann 教授博士生Leticia Rodríguez-Montes解釋說，“總體而言，通過我們實驗室以及其他人的研究工作，人們對這種發育相關基因的表達有了相當深入的了解。然而，在此之前，人們還不知道這些程序在雌性個體和雄性個體之間有何不同，以及這些差異對成年哺乳動物器官的功能和細胞組成有何影響?！?/p>
這些作者最終成功地在器官和細胞水平上系統地繪制出了一些基因的圖譜，這些基因在發育過程中只在兩種性別的一種性別中主要活躍，因此導致了雌性和雄性個體不同器官特征的形成。
6個哺乳動物物種中5種器官發育中的性別偏好性表達。圖片來自Science, 2023, doi:10.1126/science.adf1046。
在測序數據的基礎上，通過應用生物信息學分析方法，這些作者發現了一種令人驚訝的適用于他們研究的所有哺乳動物的模式：Kaessman教授說，“幾乎所有的基因表達差異都是在青春期才突然出現的。這意味著，負責器官性別特異性發育的基因程序幾乎都是在器官發育的后期由雌性或雄性激素觸發的?！?/p>
為了了解這些基因調控程序的進化過程，這些詳細比較了針對這些哺乳動物的研究結果。Cardoso-Moreira博士解釋說，“在我們研究的大多數哺乳動物物種中，肝臟和腎臟在基因表達上表現出許多性別差異，這反過來又導致了這些器官功能上的明顯性別差異。”他們進一步了解到，這些性別差異發生在哺乳動物的相同器官和這些器官的相同細胞類型中；但它們大多是通過不同基因的活性而發生的。
Rodríguez-Montes認為，這些研究結果說明了性別特異性特征的快速進化，這很可能是由于物種形成過程中遇到了不同的挑戰。他解釋說，“X和Y性染色體上的少數基因是一個例外，這些基因可能是所有哺乳動物性別特異性特征產生的基本遺傳觸發因子?！?/p>
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