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發現性別發展關鍵基因 或助研究胎兒發育機制

2018/6/16 — 15:25

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哺乳類胎兒怎樣發育成一個雄性?這可能要歸功於一組新發現、稱為 Enh13 的基因。此發現將有助了解擁有男性染色體的嬰兒會發育成女性的原因,而發現此基因的技術亦可用於尋找其他基因遺傳疾病成因。

若沒有特別基因控制,基本上所有人類胎兒都會發育成女性。要讓胎兒發展出不同性別,以往科學家估計這需由基因增強子 (enhancer) 促使一種名為 Sox9 的基因運作。增強子是 DNA 上一小段可與蛋白質結合的區域,與蛋白質結合之後,基因的轉錄作用將會加強,並讓蛋白質操控基因的「開關」。 Sox9 基因已知會讓胎兒發育生長出睪丸等男性性徵。不過,由於這類增強子的數目眾多,生物學界一直未確認哪一組是最重要、最影響 Sox9 運作的增強子。

發育生物學家 Robin Lovell-Badge 的研究隊伍就嘗試利用不同技術從 100 萬個增強子中,找出與 Sox9 相關的一個增強子。其中一個運用到的新技術,是嘗試在小鼠胚胎性別形成前後,找出 DNA 與增強子蛋白質 (enhancer-activating proteins) 合併位置,或者是 DNA 展開給予增強子蛋白質空間的位置。他們由此發現 16 個潛在 Sox9 的增強子。

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在其後的測試,他們發現一個 557 個鹼基 (base) 長,距離 Sox9 基因大概有 56.5 萬鹼基遠的 Enh13 增強子,而 Enh13 則能透過扭曲染色體接觸 Sox9 基因。為確認 Enh13 是否與性別相關,研究人員嘗試將此段增強子剔除。他們發現 Sox9 變得沒有那麼活躍,而且小鼠也不會發育成雄性。研究人員相信,人體性別發育也會由類似增強子影響。

今次研究讓科學家發現到改變性別發育的基因「開關」。另外,現時每 5,500 個新生嬰兒當中,就有 1 位擁有男性染色體的嬰兒不會發育睪丸,此增強子或能解釋部份人士出現此現象的成因。更重要是,今次所用的技術將可應用於尋找其他疾病的致病增強子,由此找出相關發病機制及潛在療法。 

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來源:
Science, The little piece of DNA that makes girls boys, 14 June 2018

報告:
Gonen, N., Futtner, C.R., Wood, S., Garcia-Moreno, S.A. & et al. (2018). Sex reversal following deletion of a single distal enhancer of Sox9. Science, published online. DOI: 10.1126/science.aas9408

文/Edward Ho、審核/Alan Chiu

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