线虫中发现的基因带来的启迪：雌雄之间行为的差异是否源于我们的大脑？
图片来源：Nicoletta Barolini/ 哥伦比亚大学
1月1日，eLife杂志发表一篇论文表示，美国哥伦比亚大学的科学家们在发育中的雌性和雄性线虫的大脑中找到了一组引起雌雄差异的基因，这组基因同时也是青春期的启动因子，在人类性成熟的过程中也可能发挥着同样的作用。该研究为神经发育中性别差异的直接遗传效应提供了新的证据，并为理解雌雄个体大脑有何联系以及如何工作提供了基础。
很早以前，科学家们就已经知道青春期会伴随着大脑的实质性变化，其特征是产生激素信号的神经元被激活，但究竟是什么原因使大脑开始释放启动青春期的荷尔蒙还不得而知。
“在这篇文章中，我们展示了一种在特定神经元内，可以诱导男性和女性大脑功能产生差异的基因调控通路。”文章主要作者、哥伦比亚大学生物科学系教授、霍华德?休斯医学研究所Oliver Hobert说，“非常值得一提的是，我们发现通路中的每个基因在线虫和人类之间都是保守的。这表明，我们可能发现了大脑中如何遗传和编码性别差异的一般原理。”在研究中，研究人员用一种透明的线虫——秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）作为研究对象。秀丽隐杆线虫是第一个完成基因组测序的多细胞生物。这种线虫的基因组与人类的基因组非常相似，使得它成为分子遗传学以及发育生物学中最常用的模式生物之一。
十多年前，科学家就发现Lin28基因突变和青少年的青春期提前有关。青春期提前是一种可以遗传的疾病，有大约5%的人患有这个疾病。与之相反，Lin28基因的过度表达也会使得青春期延后。“我们知道这个基因普遍存在于人类、老鼠和线虫中，但是我们不清楚它启动青春期的机制。Lin28是否直接作用在大脑上？在哪一种组织中？Lin28还控制着哪些其它基因？都不得而知”Hobert说。
在分析突变的秀丽隐杆线虫时，研究人员发现，青春期提前的线虫携带有Lin28基因，这与人类相似。他们还发现了另外三个和过早性成熟有关的基因，最有趣的是第四个——Lin29基因。研究发现，Lin29只存在于雄性大脑中，并在中枢神经中表达，在雌雄的神经结构之间存在着明显的差异。更有趣的是，缺失了Lin29的雄性线虫外表虽然是雄性，但是其行为会更偏向于雌性。
“如果你观察包括人类在内的动物，你会发现雌雄之间在生理和行为上有着巨大的差异，比如说它们的运动方式。从本质上来看，缺乏Lin29基因的雄性线虫是雌性化的。”文章的第一作者、哥伦比大学生物系博士后Laura Pereria说，“这项研究十分重要，因为它证明了控制着神经发育过程中的特定基因确实存在。这就引出了一个新的问题，即雌雄之间的行为差异在大脑中是不是不会变的？”
编译：攀汗
审稿：三水
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