科学家们刚刚解开了一个长达 1 亿年的关于鸭嘴兽性别的谜团

几十年来，科学家们已经知道鸭嘴兽和针鼹——澳大利亚独特的产卵哺乳动物——还有另一个发育怪癖：它们不像其他哺乳动物那样使用相同的遗传工具包来发育雄性和雌性胚胎。

更重要的是，他们是如何做到的一直是个谜。直到现在。

在最近的一项研究发布时间基因组生物学，我们的研究团队发现了强有力的证据表明，单极性行为归结为单个基因——这个基因比其他哺乳动物更像我们在一些鱼类和两栖动物身上看到的。

寻找单极性爱的秘密

澳大利亚鸭嘴兽和针鼹是单足动物，是现存最古老的哺乳动物群。这些独特的生物是唯一会产卵的哺乳动物，它们还有其他类似爬行动物的特征。

人类和许多其他哺乳动物物种有两条决定性别的染色体，X 和 Y。具有 XX 对染色体的胚胎将发育为女性，而 XY 对会导致男性胚胎。

在许多哺乳动物中，使胚胎发育为雄性的过程是由雄性 Y 染色体上称为 SRY 的基因触发的。然而，从未发现过 monotremes 中的 SRY 基因。

大约 20 年前，它是发现monotremes 有一个完全不同的系统，使用多个 X 和 Y 染色体。科学家们假设 Y 染色体必须仍然持有决定性别的基因，但人们对它可能是什么知之甚少。

2008 年鸭嘴兽的完整基因组序列》的发布，这是朝着正确方向迈出的一步。然而，该基因组来自女性，因此没有关于 Y 染色体的信息。

到 2021 年，一个新的和改进的鸭嘴兽基因组和第一个针鼹基因组包含的序列多条 Y 染色体.一个基因成为性别决定在单极动物中的作用的领跑者：抗穆勒激素（或 AMH），它参与许多动物的性发育。

1 亿年的变化

我们的新研究提供了第一个真正的证据，证明在单极 Y 染色体之一上发现的 AMH 的改编版本（称为 AMHY）是单极染色体中的性别决定基因。

我们表明，很久以前，在单极动物进化的早期，AMH 基因的变化可以解释 AMHY 是如何产生并在男性性发育中发挥作用的。

这一事件将为今天鸭嘴兽和针鼹的祖先中新型性染色体系统的进化奠定基础，大约在 1 亿年前，当时 XY 染色体上的 AMH 基因走上了不同的道路。

我们表明，尽管 AMHY 基因与原始 AMH 基因 （AMHX） 相比发生了显着变化，但它保留了其基本特征。重要的是，我们可以首次证明 AMHY 在正确的组织中在正确的时间打开，以指导男性发育过程中睾丸的发育，这是拼图中重要的缺失部分。

哺乳动物的第一次

与其他直接作用于 DNA 以开启导致男性发育的其他基因的哺乳动物性别决定基因不同，AMHY 是一种激素。它不与 DNA 相互作用，而是作用于细胞表面以打开或关闭基因。

越来越多的证据表明，AMHY 在许多鱼类和两栖动物物种的性别决定中也发挥作用。然而，单足动物中的 AMHY 将是激素在哺乳动物中发挥性别决定作用的第一个已知例子。

下一步是什么？我们正在进行的研究详细调查了 AMHX 和 AMHY 在单极动物中与其他哺乳动物相比如何不同地工作。

本文讨论的工作由来自阿德莱德大学、墨尔本大学、昆士兰大学、莫纳什大学和可伦宾野生动物保护区的研究人员进行。

琳达·希尔温， 比较基因组生物学实验室研究员，阿德莱德大学和弗兰克·格吕茨纳， 生物科学学院教授，阿德莱德大学

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