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为了保持X染色体活跃,染色体19标记斑点

经过近四十年的搜索,约翰·霍普金斯大学的研究人员报告说,他们已经确定了人类基因组的一部分,似乎阻止了当新的雌性胚胎形成时负责保持单个X染色体活性的RNA,有效地允许通常致命的活化在发育过程中有一个X染色体。因为所谓的X灭活对于人类和其他哺乳动物的正常女性胚胎发育至关重要,两种活化的X染色体会产生固有的致命性疾病,因此研究可能有助于解释世界范围内男性与男性的男性性别比例为只要科学能够衡量它。结果显示在“ PLOS ONE ”杂志的4月12日刊上。


在每个细胞中,大多数人有23对染色体,共46个。二十二个是所谓的常染色体,男性和女性都是相同的。第23对由性染色体组成,在女性的情况下是两个X,或者在男性的情况下由X和Y组成。性染色体研究人员早就知道绝大多数人类和其他哺乳动物的雌性有两条X染色体,绝大多数男性都有单个X和Y,而女性只有一条X染色体活跃。

在其他地方进行的研究确定了X染色体沉默的机制:一种称为Xist的基因,是X-非活性特异性转录物的缩写。Xist位于X染色体本身,产生一种在雌性胚胎发育过程中染色体上下传播的蛋白质,从而关闭其基因。

然而,说巴尔巴拉·R·米金医师,儿科教授和成员的医学院的约翰霍普金斯大学医学院遗传医学的McKusick的-纳森研究所,她和她的同事近四十年前报道说,在一些人的胚胎三倍体-存在三组染色体而不是X染色体通常的二 - 二拷贝的条件仍然活跃。

这种现象最有可能的解释是,Migeon的原因是抑制Xist染色体X染色体沉默活性的蛋白质正在加班,允许多于一个X染色体保持活化。然而,她说,负责这个阻遏物的基因,甚至它在人类基因组中的近似位置尚不清楚。

为了鉴定阻遏蛋白及其编码基因的可能位置,研究人员首先从不同形式染色体三体性的人类胚胎细胞中开始观察细胞,其中细胞携带三个拷贝的特定染色体而不是两个染色体。例如,人类的唐氏综合征以染色体21的三体性标记。

因为有两个活跃的X染色体在发育早期是致命的 - 在一个新的胚胎甚至植入子宫壁之前,Migeon和她的同事专注于常染色体三聚体。

研究小组报告发现,除了染色体1或19之外,至少在后期阶段存活的胚胎中的每个染色体都有三体性的例子。“这些染色体的三聚体缺失,这表明阻遏物可能位于其中一个上。 。

研究人员深入研究人员转向了两个不同的遗传数据库:在约翰霍普金斯大学开发和维护的人类在线孟德尔遗产; 和加州大学圣克鲁斯分校基因组浏览器,以寻找染色体1和19的基因或基因组区域,认为产生与Xist相互作用的蛋白质。

研究人员追捕负责增加或减少所谓的表观遗传标记的基因,其附着于DNA并影响细胞是否可以使用给定的基因。他们将搜索范围缩小到几个候选地区,然后转到第三个数据库Decipher,这使得有可能在全世界数万名遗传疾病患者中比较人类基因组变体。在解密之后,研究团队在“候选人”区域中寻找与其可以计数的DNA重复和缺失数量相关的性别比例偏倚的基因。

该团队认为,如果遏制者处于被重复的区域,则可以加班,并在X染色体上关闭Xist ,从而使X染色体活跃,并选择性地改变雄性与雌性胚胎的存活。

人类基因组中只有一个部分符合这些标准 - 在第19号染色体短臂上的一段DNA。“我们现在认为阻遏物基因必须位于那里,”米格恩说,“因为我们已经消除了其他可能性“。

她解释说,在基因组的这个区域中扩展八个碱基的基因或基因簇,也就是构成人类基因组上所有DNA的60亿个核苷酸中的800万,可以理解为什么全球范围内的比例男性与女性偏倚为1.05-1.06比1。

“导致19号染色体上该特定区域的三体或部分三体性的任何遗传性毛刺将有效地消除产生的雌性胚胎,”Migeon怀疑,尽管不可能知道这种遗传错误的发生频率。美国几乎所有政府资助的人类胚胎实验都是法律禁止的,但有些则是在欧洲一些国家允许的。她说,通过消除或添加她和她的团队确定的候选地区的基因的额外拷贝,其他研究人员可能能够最终确定编码Xist阻遏物的具体基因或基因。

在约翰霍普金斯大约六十年的时间里,米格森的职业生涯以X染色体为中心,染色体上的基因产生的蛋白质的量如何在两性之间平衡。与她的丈夫一起,退休的约翰·霍普金斯大学儿科内分泌学家克劳德·米格隆医学博士,这对已经发现了许多关于性染色体和性别分化的发现。
 

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