在絲綢生意中,性別就是金錢。相比雌蠶,雄蠶編織的蠶繭具有更多高質量的蠶絲。占據數十億美元資產的桑蠶工業長期以來都在尋求一種簡單的方法只養育雄蠶。現在這有可能成為一個現實的目標,研究人員確定了決定家蠶性別的過程。他們發現家蠶的性因子是一種小RNA分子,這是第一個發現是由RNA而非蛋白質決定性別的生物。
蠶的性別是由WZ染色體系統決定,相比之下哺乳動物是由XY系統決定。雌蠶攜帶的是W和Z性染色體,而雄性則擁有一雙Z染色體。
去年,研究人員揭示了如何通過遺傳修飾蠶從而使雌蠶表達一種致命蛋白。然而,當研究人員努力去W染色體上鑒別決定蠶雌性性別的基因時卻陷入了困境:W染色體上似乎沒有任何的蛋白質生成基因,其幾乎完全填滿了稱作為轉座子的寄生可移動遺傳元件。2011年,東京大學昆蟲學家Susumu Katsuma領導的一個研究小組報告稱,在新形成的卵細胞中W染色體生成的一些短RNA分子控制了轉座子。
性別特異性
在5月14日的《自然》(Nature)雜志上,Katsuma和他的研究小組報告稱發現,一種叫做Fem的短RNA分子為雌蠶所特有,表明它在性別決定中起作用。這一Fem RNA分解了Z染色體上Masculinizer基因生成的對應分子。當研究人員沉默Masculinizer之時,胚胎執行了生成雌性組織的遺傳程序。
Nature一篇附隨新聞與觀點(News & Views)文章的作者、捷克共和國昆蟲學研究所分子遺傳學家Franti?ek Marec說,作者們斷定Fem RNA決定了雌蠶的性別。他有一種預感,其他的鱗翅類物種也以相同的方式決定了性別。例如,當將W染色體的以小部分添加到他所研究的一些雄蛾突變體基因組中時,這些雄蛾在胚胎期死亡。
Katsuma說,他的研究小組正在試圖操控家蠶的性別決定以實現工業應用。但Marec認為生成全雄性的蠶種將不是件容易的事情。只是阻斷Fem RNA還不能將通常的雌雄WZ胚胎轉變為雄性,抑制Masculinizer會殺死攜帶雙Z染色體的胚胎。遺傳修飾生成只有雌性的蠶種應該更容易成功,Marec說:“你需要找到一些遺傳方法自主地殺死雌性。”
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