破解性别认同障碍:一组操纵男女大脑差异的遗传密码

【字体: 时间:2019年01月04日 来源:

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  这就打开了一个新的话题,男性和女性行为差异,在我们人类的大脑中是否是固有的呢?”

  

哥伦比亚大学的研究人员在线虫性成熟过程中发现了一条全新的遗传途径,该途径可能对人类有同样作用。

研究人员确定了一组基因可以诱导雄性和雌性线虫采取不同路线进行大脑发育,并触发青春期的开始。在哥伦比亚大学领导下,这项研究为神经发育过程中的性别差异的直接遗传效应,提供了新的证据,并为了解男性和女性的大脑如何连接以及如何工作提供了更深入的理论基础。文章发表在1月1日出版的eLife。

科学家们早就知道,青春期的大脑伴随着一系列实质性变化,其特征是神经元的激活产生激素信号。但是导致大脑开始释放启动青春期的激素的原因仍然很难确定。

“这篇文章,我们发现了一条作用于特定神经元的调节基因途径,进而引发了男性和女性大脑的解剖和功能差异,”生物科学系教授、霍华德休斯医学院研究员Oliver Hobert说。

“值得注意的是,我们发现这种途径中的每个成员在线虫和人类中都是保守的,这表明,我们也许已经发现了大脑中控制性别差异的普遍遗传密码。”

作为第一个发布基因组测序结果的多细胞生物,线虫一直是分子遗传学和发育生物学领域中最强大的研究模型之一。

十多年前,科学家们发现,一个名为Lin28的基因突变与人类早发青春期之间存在联系。这种高度遗传性的疾病影响了大约5%的人口。相反,该基因过度表达与青春期延迟有关。

“我们知道线虫、老鼠和人体内都有这种基因,但我们不明白它是如何控制青春期的,Lin28是否直接作用于脑?大脑的什么组织类型?Lin28控制了哪些其他基因?”Hobert说。

突变型分析

研究人员发现,早熟的线虫携带Lin28基因突变,这与人类相似。他们还找到了另外三个与性早熟有关的基因,其中最有趣的是第四个,名叫Lin29.

Lin29只存在于雄性大脑,并在中枢神经元中表达,从而使雄性和雌性神经结构建立了明显差异,更有趣的是,缺失Lin29的雄性线虫拥有雄性外观,但移动和行为更像雌性。

“如果你观察包括人类在内的其他动物,雄性和雌性的生理和活动行为会有很大差异,”Hobert说。“Lin29缺陷雄虫本质上是雌性化的。”

该论文的第一作者哥伦比亚大学生物科学系博后研究员Laura Pereira说,这项研究很重要,它证明了控制神经发育性别差异的特定基因存在。“这就打开了一个新的话题,男性和女性行为差异,在我们人类的大脑中是否是固有的呢?”

答案也许未必。

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原文检索:Timing mechanism of sexually dimorphic nervous system differentiation

(生物通:伍松)

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