華人學(xué)者屠志堅eLife發(fā)表關(guān)于染色體的新成果

2016年09月21日訊 Y染色體基因在性別分化和繁殖中發(fā)揮重要作用，但是，由于它們位于富含重復(fù)序列的區(qū)域，所以很少得到描述。近期，華人學(xué)者、弗吉尼亞理工大學(xué)的屠志堅教授帶領(lǐng)的研究小組發(fā)現(xiàn)，Guy1--主要城市瘧蚊Anopheles stephensi的一個獨特Y染色體基因，當(dāng)處于常染色體上的時候，可產(chǎn)生100%的雌性致死（female lethality）。

屠志堅教授早年畢業(yè)于北京大學(xué)，1994年獲美國亞利桑那大學(xué)昆蟲學(xué)博士學(xué)位，1999年至今，一直受聘于弗吉尼亞理工大學(xué)生物化學(xué)系，先后擔(dān)任助理教授，副教授和教授職位。 屠教授主要從事蚊的基礎(chǔ)遺傳學(xué)和生理學(xué)的研究，其研究成果先后在Nature, Science,PNAS,Geome Biol,Mol Biol Evol,PLoS Pathog,Genetics等國際一流雜志發(fā)表。

去年5月份在《Science》雜志上發(fā)表的一項研究中，屠教授研究組在蚊子中發(fā)現(xiàn)了第一個雄性決定因子。這個所謂的M因子（一個性別決定基因稱為Nix）在雌性胚胎中的表達(dá)，可引發(fā)外部和內(nèi)部雄性生殖器的發(fā)育。Nix對于引發(fā)埃及伊蚊（Aedes aegypti，登革熱、黃熱病、寨卡病毒和基孔肯雅病毒的攜帶者）的雄性發(fā)育是必要的和足夠的。

今年2月份，該研究團(tuán)隊將他們在蚊子中發(fā)現(xiàn)的第一個雄性決定因子，與CRISPR-Cas9系統(tǒng)的基因編輯功能相結(jié)合，使蚊子從吸血致命的雌性蚊子，轉(zhuǎn)變成無害的、取食花蜜的雄性蚊子，從而有助于防止蚊媒疾病的傳播。他們于2016年2月17日在《Trends in Parasitology》發(fā)表的一項綜述中，概述了這種方法的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。

3月份，屠志堅教授帶領(lǐng)的研究小組，與一個大型國際財團(tuán)合作，在一個傳播瘧疾的蚊子家族中，對Y染色體--性別確定和雄性生育能力的遺傳驅(qū)動因子，進(jìn)行了測序。這項研究結(jié)果發(fā)表在2016年3月28日的《PNAS》雜志。

在這項新的研究中，該研究小組發(fā)現(xiàn)，小GUY1蛋白（長度為56個氨基酸）可引起雌性致死，并且在實驗室條件下，與非轉(zhuǎn)基因的兄弟姐妹瘧蚊相比，攜帶轉(zhuǎn)基因的雄性瘧蚊繁殖能力更具競爭性。GUY1蛋白是來自Y染色體的一種原始信號，以一種性別特異性方式影響胚胎的發(fā)育。這些研究結(jié)果首次在瘧蚊中，用來自雄性決定染色體的一個內(nèi)源基因，證明了“對性別比例進(jìn)行穩(wěn)定的轉(zhuǎn)基因操作”的可行性。這些結(jié)果對于神秘的M因子提供了深入了解，并提出了令人振奮的機(jī)會來減少瘧蚊種群和疾病傳播力。

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