Dmrt1基因在红耳龟温度依赖型性别决定中的功能研究

除了基因型性别决定(GSD)外,温度依赖型性别决定(TSD)是另一种重要的动物性别决定方式,但其分子机制一直是个谜团.本文以TSD动物红耳龟(Trachemys scripta)Dmrt1基因为研究对象,分析了Dmrt1蛋白在不同发育时期胚胎性腺中的表达情况和细胞定位;通过慢病毒-sh RNA干扰系统对Dmrt1在TSD中的作用进行了功能验证.免疫荧光染色结果显示,Dmrt1蛋白在性腺分化之前的第15期产雄温度(male-producing temperature,MPT)性腺中开始表达,第19期后急剧增加,定位于Sertoli前体细胞的细胞核上,在整个产雌温度(female-producing temperature,FPT)性腺发育过程中几乎检测不到信号.RNA干扰实验表明,MPT胚胎经过Dmrt1-sh RNA处理后,95.34%发育成雌性或具有卵睾丸的间性(对照组MPT胚胎100%发育成雄性个体,对照组FPT胚胎100%发育成雌性个体).Dmrt1基因敲低后,MPT胚胎性腺外形和组织结构明显雌性化,生殖细胞从髓质区向皮质区转移,雄性特异性蛋白Sox9表达显著降低(甚至消失),而雌性特异性蛋白芳香化酶则开始大量表达,呈现典型的雄性向雌性逆转现象.上述研究结果表明,Dmrt1基因在TSD中是必需的,是启动未分化性腺向雄性分化的关键因子,位于TSD分子信号通路上游.本文首次对TSD进行了关键基因的功能分析,为TSD分子机制研究开辟了一条新途径.