Nature：发现首个由RNA决定性别的生物

　　

生物通报道  在丝绸生意中，性别就是金钱。相比雌蚕，雄蚕编织的蚕茧具有更多高质量的蚕丝。占据数十亿美元资产的桑蚕工业长期以来都在寻求一种简单的方法只养育雄蚕。现在这有可能成为一个现实的目标，研究人员确定了决定家蚕性别的过程。他们发现家蚕的性因子是一种小RNA分子，这是第一个发现是由RNA而非蛋白质决定性别的生物。

                  

蚕的性别是由WZ染色体系统决定，相比之下哺乳动物是由XY系统决定（延伸阅读：Nature封面：两篇文章解读至关重要的Y染色体 ）。雌蚕携带的是W和Z性染色体，而雄性则拥有一双Z染色体。

去年，研究人员揭示了如何通过遗传修饰蚕从而使雌蚕表达一种致命蛋白。然而，当研究人员努力去W染色体上鉴别决定蚕雌性性别的基因时却陷入了困境：W染色体上似乎没有任何的蛋白质生成基因，其几乎完全填满了称作为转座子的寄生可移动遗传元件。2011年，东京大学昆虫学家Susumu Katsuma领导的一个研究小组报告称，在新形成的卵细胞中W染色体生成的一些短RNA分子控制了转座子。

性别特异性

在5月14日的《自然》（Nature）杂志上，Katsuma和他的研究小组报告称发现，一种叫做Fem的短RNA分子为雌蚕所特有，表明它在性别决定中起作用。这一Fem RNA分解了Z染色体上Masculinizer基因生成的对应分子。当研究人员沉默Masculinizer之时，胚胎执行了生成雌性组织的遗传程序。

Nature一篇附随新闻与观点（News & Views）文章的作者、捷克共和国昆虫学研究所分子遗传学家František Marec说，作者们断定Fem RNA决定了雌蚕的性别。他有一种预感，其他的鳞翅类物种也以相同的方式决定了性别。例如，当将W染色体的以小部分添加到他所研究的一些雄蛾突变体基因组中时，这些雄蛾在胚胎期死亡。

Katsuma说，他的研究小组正在试图操控家蚕的性别决定以实现工业应用。但Marec认为生成全雄性的蚕种将不是件容易的事情。只是阻断Fem RNA还不能将通常的雌雄WZ胚胎转变为雄性，抑制Masculinizer会杀死携带双Z染色体的胚胎。遗传修饰生成只有雌性的蚕种应该更容易成功，Marec说：“你需要找到一些遗传方法自主地杀死雌性。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

A single female-specific piRNA is the primary determiner of sex in the silkworm

The silkworm Bombyx mori uses a WZ sex determination system that is analogous to the one found in birds and some reptiles. In this system, males have two Z sex chromosomes, whereas females have Z and W sex chromosomes. The silkworm W chromosome has a dominant role in female determination1, 2, suggesting the existence of a dominant feminizing gene in this chromosome. However, the W chromosome is almost fully occupied by transposable element sequences3, 4, 5, and no functional protein-coding gene has been identified so far. Female-enriched PIWI-interacting RNAs (piRNAs) are the only known transcripts that are produced from the sex-determining region of the W chromosome6, but the function(s) of these piRNAs are unknown. Here we show that a W-chromosome-derived, female-specific piRNA is the feminizing factor of B. mori. This piRNA is produced from a piRNA precursor which we named Fem. Fem sequences were arranged in tandem in the sex-determining region of the W chromosome……