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Man 不 Man，X染色体说了算？
本文来源于　日 14:52
人们常会将X染色体与 “女”的特质联系在一起，男性则与Y染色体有关。然而，科学家们发现多了一条X染色体的小鼠，在性方面更加勇猛精进而不是畏畏缩缩
　　【冷月如霜/文】人们常会将X染色体与 “女”的特质联系在一起，而说起Y染色体，则总会往男性的方向想。不过，实际上X、Y染色体对动物行为的影响，远不像贴个男或者女的标签那么简单。在最近发表的一项研究中，科学家们就发现多了一条X染色体的小鼠，在性方面更加勇猛精进而不是畏畏缩缩。
　　女性的性染色体是XX，而男性的性染色体是XY，有些许生物学知识的人都知道这一点。与拥有近千个基因的X染色体相比，只有86个基因的Y染色体简直是小得可怜。虽然数量少，但是在Y染色体这些硕果仅存的基因中， 一个叫做SRY的基因却起到了特别重要的作用——它促进睾丸发育，从而决定性别。睾丸所产生的睾酮是男女有别的原因之一。“嘴上无毛，办事不牢”，诸位男同胞做事得以让人信任的嘴上之毛，正是拜睾酮所赐。除了第二性征之外，睾酮还与男性的性欲、侵略性等行为有所挂钩。如此看来，称男人为下半身思考的动物其实并不为过。而所谓的男权社会，也不过是Y权社会罢了。
　　然而不久前，来自弗吉尼亚大学医学院（University of Virginia School of Medicine）的艾米莉o丽诗曼教授（Dr. Emilie Rissman，嗯。你猜得没错，是一名女性）向这个以Y为本的社会开了炮。让我们先读一下她在2012年发表在《荷尔蒙与行为》（ Hormone and Behavior ）杂志上的论文标题——《X染色体的数量影响雄性的性行为》[1]。可以想象在阅读到这里时，所有的女同胞优越感油然而生，而男同胞则菊花一紧。什么？男性的行为开始和X染色体有关了？还让不让人用下半身思考了？不要着急，在感叹X染色体的逆袭之前，不妨先让我们去看看那篇论文里的实验吧。
　　特殊的小鼠
　　在介绍实验之前，先让我们看一下实验用的小鼠吧——在这次实验中，它们起到了至关重要的作用。论文中提到的第一种小鼠叫FCG小鼠。与正常的小鼠不同，FCG小鼠Y染色体上的SRY基因被敲除。同时，通过转基因的方法，科学家又在一些这种小鼠的体染色体里重新插入了 Sry 基因。在有 Sry 基因存在的情况下，无论这些小鼠有没有Y染色体，它们的睾丸都会发育，从而长成雄鼠的模样。反之，在没有 Sry 基因的情况下，即便这些小鼠有Y染色体，睾丸也不会发育。
　　第二种小鼠叫Y*。这种小鼠的Y染色体天生带有染色体易位的突变。它们的生殖细胞中，部分X染色体可以和这个突变的Y*染色体发生重组，从而产生几种特殊的性染色体。视它们互相排列组合的情况，后代的雄性可能会拥有两条X染色体。
　　图1. 实验中小鼠的名称和其对应的染色体组成。第一列中的X和Y代表性染色体的类别，1X和2X代表X染色体的数量。M和F分别代表雄性（MALE）和雌性（FEMALE）；第二列中Y—代表移除了Sry基因的Y染色体，Sry代表是否含有体染色体的Sry基因。XY*代表连有重组Y*染色体片段的X染色体，Y*X代表重组后剩下的Y*染色体 [1]。
　　X染色体让小鼠的行为更man
　　为了让实验结果少受激素的影响，所有的小鼠都被摘除了睾丸和卵巢，并在体内植入一定量的睾酮晶体以供正常生理活动之用。为了记录这些雄性小鼠的性行为变化，研究人员每一周都会提供发情的雌鼠供这些小鼠交配。这些交配行为被摄像机记录下之后（传说中的鼠片么……），交由一个不知道小鼠基因型的观察者记录每次雄鼠骑跨，开始抽动，以及射精发生的时间。
　　通过对记录的分析，丽诗曼教授和她的团队们发现在FCG雄性小鼠初次抽动之后，带有两条X染色体的小鼠（XXM）仅花了14.2分钟就有一半完成了射精。相比之下，想让一半只带有一条X染色体的小鼠 完成射精，则需要花去37.6分钟的时间。换而言之，有两条X染色体的小鼠“看上去”更为饥渴。
　　丽诗曼教授并没有简单地把这种行为直接和X染色体的数量联系在一起，而是提了一个背后可能隐藏的问题：这种射精时间上的区别，究竟是由于XXM小鼠有两条X染色体所引起的呢？还是由于XYM小鼠有一条Y染色体所引起的呢？为了区分这两种可能性，丽诗曼的研究组用到了第二种小鼠——Y*小鼠。
　　在Y*小鼠中，无论是1XM雄性小鼠还是2XM雄性小鼠，都在大约35分钟的时候达到了一半射精率（35.5分钟 VS 35.2分钟）。这个结果说明雄性性行为的差异是由Y染色体所引起的吗？且慢！细心的研究员观察到，带有两条X染色体的Y*雄性小鼠射精更为频繁——在所有的4次实验中，2XM小鼠射精的比例[G4]要明显大于1XM小鼠。
　　图2. X染色体数量与雄性行为的关系。a. FCG小鼠达到50%射精率所占用的时间。b. Y*小鼠重复射精的比例 （改自论文原文）。
　　除了雄性的行为之外，丽诗曼发现X染色体的数量也能改变雌性的行为。在睾酮的作用下，无论是FCG雌性小鼠还是Y*雌性小鼠都表现出了类似于雄性的交配行为（骑跨和抽动），而具有两条X染色体的雌性小鼠在骑跨的次数以抽动次数上都明显多于只有一条X染色体的雌性小鼠。
　　谨慎的讨论
　　丽诗曼教授在研究结果中大胆地把X染色体数量与充满男人味儿的行为联系在了一起，而她在论文后的讨论中却展现出了更多的谨慎。首先她讨论了自己实验的可信度：虽然研究对象都是去势后人工添加睾酮的小鼠，但它们体内的雄激素水平都很稳定；为了排除性激素作用途径中其他因素产生影响，她检测了性激素受体的表达量，并发现它们没有什么改变。
　　然而丽诗曼教授并不是说Y染色体和男性的行为完全无关。如果把FCG和Y*小鼠的数据放一起看的话，会发现含有Y染色体的（XYM，1XM，2XM）的小鼠完成50%射精率的时间都在35分钟左右。对此她也承认缺乏Y染色体表达的基因可能导致XYM的FCG小鼠更快的射精。此外，在其他的一些实验中，她也不能解释为什么只有带有Y染色体的小鼠展现出对自己领地的保卫行为，而显露这种攻击性的时间并不会因为X染色体的数量发生明显改变。
　　如果X染色体的数量真的和典型的雄性行为有挂钩的话，这又是为什么呢？丽诗曼教授猜测说在正常的生物中，雄性和雌性的雄激素水平是有差异的。为了弥补这些差异，X染色体上的一些基因可能会通过控制行为以起到“补偿”的作用。
　　作者自己的PS：如果你的某位男性朋友平时的作风比较娘炮，可不要再随便说他多了一条X染色体了哟～参考资料：
　　[1] Bonthuis, P.J., et al., X-chromosome dosage affects male sexual behavior, Horm. Behav. (2012), doi:10.1016/j.yhbeh.
　　[2] Effects of sex chromosome aneuploidy on male sexual behavior
　　本文获果壳网（）授权转载
【作者： 】
(责任编辑：许竞)
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无Y染色体的雄性小鼠
近日来自澳大利亚研究人员的新研究成果朝揭示人类性发育的奥秘又迈进了一步，在一系列的遗传学研究中科研人员通过激活一个古老的大脑基因生成了无Y染色体的雄性小鼠。研究论文在线发表在《临床研究杂志》 Journal of Clinical Investigation上。雄性生物的体细胞中通常包含一条Y染色体和一条X染色体，而雌性生物的体细胞中则包含两条X染色体。过去的研究证实Y染色体上的SRY基因可启动早期胚胎的睾丸发育，一旦睾丸开始形成，胚胎的其余部分也随之转变为雄性。在新研究中，研究人员找到了一种新方法通过激活发育胚胎中的SOX3基因生成了无Y染色体的雄性小鼠。SOX3是已知的与大脑发育相关的重要因子，之前一直未有研究证实SOX3能够够启动雄性信号通路。“Y染色体上包含的SRY基因是胚胎发育过程中激活雄性信号通路的一个基因开关，”澳大利亚阿德莱德分子与生物医学科学院的副教授Paul Thomas说：“SRY基因仅存在于哺乳动物中，研究人员质疑它有可能是在早期哺乳动物进化中从SOX3基因进化而来。”Thomas和同事们通过在发育性腺中激活SOX3基因的方法生成了带有两条X染色体的雄性小鼠。“这些XX雄性‘性别逆转’小鼠在外表、生殖结构和行为上完全表现为雄性，但是由于不能生成精子因而导致不育，”Thomas说：“长期以来我们都怀疑SOX3是SRY基因的进化前体基因。在研究中我们证实SOX3能够以与SRY相同的方式激活雄性信号通路，从而验证了我们之前的猜测。”这项研究工作是Thomas与英国医学研究委员会国家医学研究所的Robin Lovell-Badge博士协作完成。20年前Robin Lovell-Badge在小鼠中发现了SRY基因。Lovell-Badge博士说：“我对此研究发现感到非常兴奋。过去的研究证实SOX3在神经系统发育中发挥作用。我们的新研究发现在早期性腺中SOX3的一个突变可以使其激活，从而促使睾丸发育。”“通过研究这些XX雄性小鼠和人类可能存在一些相似之处，我们或许能够揭示我们早期的哺乳动物祖先的进化过程，发现X染色体和Y染色体的进化机制，”Lovell-Badge说。目前Thomas等在与默多克儿童研究所的Andrew Sinclair教授和加州大学洛杉矶分校的Eric Vilain教授的进一步合作研究中已经证实人类某些XX男性存在有SOX3基因的改变。
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It is one of viral diseases and cancer the best drug treatment. According to the interference pigment differences of biological characteristics, amino acid composition and receptor types can be divided into several subtypes, a midsized IFNA 2b is currently in clinical on the use of the most common a, often used in viral hepatitis and some types of cancer cure. IFNa 2b gene is located on human chromosome ninth 9p21, encoding 165 amino acids. The mature IFNa 2b protein is a glycoprotein containing 5 alpha helix 2 and two disulfide bonds, molecular weight is about 19. 6kD. Hepatitis B is one of the world's multiple infectious diseases, according to statistics about 3 of global chronic hepatitis B patients. 500 million people, accounting for about 6% of the total population, while China is about 1 of patients with hepatitis B. 300 million, the total population of 10%. As a useful antiviral drug, abnormal demand Nianye IFNa 2b. But today all the clinical use of recombinant IFNA a (2b) are for the bacteria to give birth, due to the lack of some needs an accurate translation of the Polish and Space folding, formed its biological activity was low, short half-life in blood and in the patient occurred antibody and other defects. So application mammal galactophore biological reactor preparation with complete polishing the high activity of recombinant human IFNA next night of 2b is best choice. This study intends to through the process of preparation of recombinant human IFNA 2B transgenic mice model for application of transgenic buffalo breast biological reactions birth for recombinant human IFNA 2B foundation skills and practical basic. Isolation and cloning of the Jersey Cattle p a casein protein gene with signal peptide 5244bp 3912bp promoter and signal peptide without (5165bp, 3855bp) promoter, 1166bp, Ploya sequence, Holstein cows beta casein gene have signal peptide 5219bp 3887bp promoter and signal peptide without (5160bp, 3830bp) promoter, 1166bp Ploya sequence of. The cloned 8 promoter sequences to construct 8 promoter vector detection (pEGFP JS5. 2BCNpsig, pEGFP JS5. 2BCNpnosig, pEGFP JS3. 8BCNpsig, pEGFP JS3. 8BCNpnosig, pEGFP HST5. 2BCNpsig, pEGFP HST5. 2BCNpnosig, pEGFP HST3. 8BCNpsig and pEGFP HST3. 8BCN pnosig), human breast cancer cell line transfected with Bcap 37 cells, in hormone inducement, expression of EGFP gene, the cloned promoter is annotated with promoter activity. Then, with 6 * His tag IFNa 2b gene and Neo gene to construct the selection, 8 mammary gland specific expression vector (pJS5. 2BCNsig IFN JSpA EGFP Neo, pJS5. 2BCNnosig IFN JSpA EGFP Neo, pJS3. 8BCNsig IFN JSpA EGFP Neo, pJS3. 8BCNnosig IFN JSpA EGFP Neo, pHST5. 2BCNsig IFN HSTpA EGFP Neo, pHST5. 2BCNnosig IFN HSTpA EGFP Neo, pHST3. 8BCNsig IFN HSTpA EGFP Neo and pHST3. 8BCNnosig IFN HSTpA EGFP Neo). Then, the separation was transfected into human breast cancer cell line Bcap 37, selected 9 positive clones. The invention of PCR, blot and Western fluorescence quantitative ELISA detection, pJS5 transfection. 2BCNsig IFN JSpA cells EGFP Neo expression vector was the highest, but the expression of a recombinant IFNa 2B with biological activity. So this vector can be used for the preparation of transgenic plants. The selection of transgenic vectors obtained by pJS5. 2BCNsig IFN JSpA EGFP Neo lost to reform after Neo gene by prokaryotic injection method to obtain transgenic mice. Through the process of PCR and Southern of blot transgenic mice stop detection. The copy number of integrated, integration sites and transgenic vectors tested in methylation status differences in mice in vivo algebra. Invention of three transgenic founder mice equally don't about integration of 3 to 6 copies, and in four of the mouse genome chromosomes were detected in 7 loci of integration and separation for chromosome 5 A, located in: on the long arm NT two, on the 6 chromosome separation: on the short arm of NW. 1 and NT two, on the 9 chromosome separation: on the short arm of NW. 1 and NT039482. The 7 position on chromosome 17; two: separation on the short arm of NT and NT position. From a look at the integration sites of the base joint fracture were rich in AT area. With the passage of mice, the methylation level of CMV promoter in transgenic vector decreased isolated from Founder mice 79. 3%, F1 83%, F2 85. 7%, reduced to 93% F3 generation, F4 generation of up to 95. 7%. By RT - PCR and Western blot, ELISA and immunohistochemistry skills of mammary gland of transgenic mice tissue detection invention. In the mammary tissue of lactating transgenic mice with IFNA 2B mRNA transcription, however in breast tissue no expression is detected, the interpretation of the constructed vector is with breas the invention of the detection of the transgenic mice milk, milk containing recombinant human IFNA A 2B and fusion expression of the his tag. Application of ELISA method to detect content of recombinant human IFNa 2B milk in the invention, the highest expression in milk of transgenic mice was about 30 g/L. Group of immunized mice mammary tissue detection results further confirmed the expression of recombinant IFNa 2b. To establish a set of recombinant IFNA A 2B biological activity determination of cloned human MxA gene containing three ISRE element in the promoter, through activity was determined after construct pGL3 Mxp3 expression vector, and PRL TK according to the ratio of 1:1 mixed transfected WISH cells, with standard IFNA 2B disposal cell, of preparing the RLU and IFNA 2B activity unit of standard curve and regression equation. On the basis of adding milk of transgenic mice in WISH cells to obtain the value of RLU, the calculation of activity unit is about 255. 85IU, the absolute activity is about 2. 8 x 107IU/mg. At the same time the application of fluorescence quantitative PCR technique of expression changes in milk of transgenic mice with recombinant human IFNa 2b gene was determined to stop a lure. We detected 8 candidate genes, MxA, OAS, separation of PKR, Caspasel, p21, MAPK, MHCI and PD 1. The detection results of the invention, milk of transgenic mice can significantly improve MxA, OAS, expression of PKR and Caspasel, the expression of phase separation of 150 times, non transgenic mice milk 10. 72 times, 6. 4 times and 3. 5 times. The expression of MAPK, MHC, p21 and I have no significant change, indicated that the recombinant IFNa 2B expression in mammary gland of transgenic mice with a biological activity.目录:摘要4-8ABSTRACT8-12第一章 文献综述16-43&&&&1.1 转基因动物16-26&&&&&&&&1.1.1 转基因动物的发展史16-18&&&&&&&&1.1.2 转基因动物的制备方法18-22&&&&&&&&1.1.3 转基因动物的鉴定手段22-24&&&&&&&&1.1.4 转基因对转基因动物的影响24-25&&&&&&&&1.1.5 转基因动物的生物安全性25-26&&&&1.2 转基因动物乳腺生物反应器26-33&&&&&&&&1.2.1 转基因动物乳腺生物反应器的优势及研究进展27-29&&&&&&&&1.2.2 乳腺生物反应器高效表达的决定因素29-33&&&&1.3 干扰素33-41&&&&&&&&1.3.1 干扰素的发现及分类33&&&&&&&&1.3.2 干扰素诱生过程的信号路径33-34&&&&&&&&1.3.3 干扰素活性的作用机制34-35&&&&&&&&1.3.4 干扰素的应答基因生物活性35-38&&&&&&&&1.3.5 IFNα--2b简介38-39&&&&&&&&1.3.6 干扰素的生产状况39-40&&&&&&&&1.3.7 干扰素活性测定方法40-41&&&&1.4 转干扰素基因水牛制备的目的和意义41-43第二章 乳腺特异表达调控元件的克隆、活性验证及表达载体的构建43-61&&&&摘要43-44&&&&2.1 材料与试剂44&&&&2.2 方法44-49&&&&&&&&2.2.1 引物设计44-45&&&&&&&&2.2.2 液基因组DNA的提取,各个片段的PCR扩增及测序45-46&&&&&&&&2.2.3 启动子活性分析46-47&&&&&&&&2.2.4 人IFNα-2b基因原核表达验证47-48&&&&&&&&2.2.5 乳腺特异表达载体的构建及测序分析48-49&&&&2.3 结果49-57&&&&&&&&2.3.1 PCR扩增结果及测序结果49&&&&&&&&2.3.2 启动子活性分析结果49-52&&&&&&&&2.3.3 人IFNα-2b基因的原核表达分析52&&&&&&&&2.3.4 乳腺特异表达载体的构建及测序检测52-57&&&&2.4 讨论57-60&&&&2.5 结论60-61第三章 IFNα-2b乳腺特异表达载体表达效率的检测61-76&&&&摘要61-62&&&&3.1 材料与试剂62&&&&3.2 方法62-66&&&&&&&&3.2.1 G418对Bcap-37细胞的毒性试验62-63&&&&&&&&3.2.2 Bcap-37细胞的转染及筛选63&&&&&&&&3.2.3 阳性细胞克隆的PCR检测63&&&&&&&&3.2.4 EGFP阳性细胞株IFNα-2b表达的检测63-65&&&&&&&&3.2.5 细胞培养液中重组人IFNα-2b的活性测定65-66&&&&3.3 结果66-72&&&&&&&&3.3.1 G418毒性试验结果66&&&&&&&&3.3.2 Bcap-37细胞的转染筛选66-67&&&&&&&&3.3.3 阳性细胞克隆的PCR检测67-68&&&&&&&&3.3.4 EGFP阳性细胞株表达IFNα-2b的检测68-71&&&&&&&&3.3.5 阳性细胞系表达的IFNα-2b的活性检测71-72&&&&3.4 讨论72-74&&&&3.5 结论74-76第四章 转基因小鼠模型的制备与检测76-99&&&&摘要76-77&&&&4.1 材料与试剂77&&&&4.2 方法77-83&&&&&&&&4.2.1 转基因载体改造77-78&&&&&&&&4.2.2 转基因小鼠的制备78&&&&&&&&4.2.3 转基因小鼠的PCR鉴定78&&&&&&&&4.2.4 转基因小鼠的Southern blot鉴定78-79&&&&&&&&4.2.5 转基因小鼠的扩大繁育79&&&&&&&&4.2.6 转基因小鼠整合拷贝数的检测79-80&&&&&&&&4.2.7 转基因整合位点的检测80-81&&&&&&&&4.2.8 转基因载体中启动子的甲基化状态检测81&&&&&&&&4.2.9 转基因小鼠乳腺及其它组织表达IFNα-2b的检测81-82&&&&&&&&4.2.10 转基因小鼠乳汁中IFNα-2b表达的Western blot检测82&&&&&&&&4.2.11 转基因泌乳期母鼠乳腺的免疫组化分析82&&&&&&&&4.2.12 转基因小鼠乳汁中表达IFNα-2b的ELISA定量82-83&&&&4.3 结果83-96&&&&&&&&4.3.1 转基因小鼠制备用载体的改造与纯化83&&&&&&&&4.3.2 转基因小鼠的PCR检测83-84&&&&&&&&4.3.3 转基因小鼠的Southern blot检测84-85&&&&&&&&4.3.4 转基因整合拷贝数的测定85-86&&&&&&&&4.3.5 转基因整合位点的检测86-90&&&&&&&&4.3.6 转基因甲基化状态的检测90-92&&&&&&&&4.3.7 转基因小鼠乳腺及其它组织中IFNα-2b表达的RT-PCR检测92&&&&&&&&4.3.8 转基因小鼠乳汁Western blot检测92-93&&&&&&&&4.3.9 转基因小鼠乳腺石蜡切片及免疫组化检测93-95&&&&&&&&4.3.10 转基因小鼠乳汁中IFNα-2b的ELISA定量检测95-96&&&&4.4 讨论96-98&&&&4.5 结论98-99第五章 转基因小鼠表达重组人IFNα-2b的生物学活性检测99-113&&&&摘要99-100&&&&5.1 材料与试剂100&&&&5.2 方法100-102&&&&&&&&5.2.1 MxA基因启动子的克隆及活性检测100-101&&&&&&&&5.2.2 MxA基因启动子中ISRE元件对IFNa-2b的应答活性检测101&&&&&&&&5.2.3 转基因小鼠乳汁的重组IFNα-2b活性定量101-102&&&&&&&&5.2.4 转基因小鼠乳汁中重组IFNα-2b诱导下游基因的表达检测102&&&&5.3 结果102-109&&&&&&&&5.3.1 MxA基因启动子的活性检测102-105&&&&&&&&5.3.2 MxA基因启动子中ISRE元件应答IFNα-2b的检测105-106&&&&&&&&5.3.3 转基因小鼠乳汁的重组IFNα-2b活性的测量106-107&&&&&&&&5.3.4 转基因小鼠乳汁中重组IFNα-2b诱导其下游基因表达的检测107-109&&&&5.4 讨论109-112&&&&5.5 结论112-113参考文献113-128附录128-133致谢133-134博士在读期间发表的文章及专利134分享到：相关文献|