研究发现,仅修改非编码DNA区域的一个字母,即可让携带双X染色体的雌性小鼠发育出男性生殖器官和睾丸,揭示了性别决定的深层机制。
提到性别,我们最熟悉的逻辑是:双X染色体代表雌性,XY染色体代表雄性。然而,发表在Nature Communications上的一项最新研究打破了这个常识。科学家发现,仅仅改变DNA序列中一个微小的“字母”,就能让本该发育为雌性的小鼠长出雄性的生殖器官。
这个奇迹发生在一块被称为“非编码DNA”的区域。过去,这些不负责制造蛋白质的遗传片段常被误认为是“垃圾”,但现在它们被证明是掌控生命发育的关键开关。在小鼠胚胎中,一个名为Sox9的基因扮演着性别分发的角色。如果该基因被激活,胚胎就会发育出睾丸;如果它被抑制,胚胎则会发育出卵巢。对于正常的雌性小鼠,Sox9是保持沉默的。
来自巴伊兰大学的Nitzan Gonen及其团队锁定了一个名为Enhancer 13的调节片段,简称Enh13。此前,科学界已经知道这个片段对雄性至关重要:如果在XY染色体的小鼠中删除它,雄性小鼠就会长出雌性器官。但直到2026年4月9日,人们才发现它对雌性同样有着惊人的影响力。
在实验中,研究人员修改了雌性小鼠DNA中Enh13区域的两个副本。结果显示,这些拥有XX染色体的小鼠竟然发育出了男性生殖器和微型睾丸。Nitzan Gonen指出,Enh13就像是一个双向调节器,它在雄性身上是促进Sox9表达的增强子,在雌性身上则是压制该基因的沉默子。这里正是生命发育中性别大战的真实战场。
来自默多克儿童研究所的遗传学研究员Katie Ayers认为,这项发现具有重大的医学意义。在人类中,约有50%的性发育障碍患者无法得到明确的基因诊断,原因就在于目前的检测大多只盯着那些制造蛋白质的基因,而忽略了广阔的非编码区域。Katie Ayers强调,针对Enh13这类非编码区域的微小变化进行研究,很可能为寻找这些疾病的病因提供新钥匙。
事实上,性别反转的研究早已在推进。早在2018年,Nitzan Gonen的团队就证明了通过删除这个增强子可以让雄性变雌性。2024年,他们进一步缩小了范围,只需删除一小部分转录因子结合位点就能达到同样的效果。而这项新成果完整拼凑出了性别天平的双向倾斜机制,不仅挑战了我们对性别的传统认知,也为未来精准医疗的诊断开辟了全新路径。