牛！万里学院再发Science 揭示龟温度依赖型性别决定的上游调控通路

我校动物性别与发育研究所的葛楚天教授课题组与美国杜克大学Blanche Capel教授课题组合作，在温度依赖型性别决定机理研究上取得了重要进展。

葛楚天教授和美国杜克大学Blanche Capel教授、

Ceri Weber 博士进行科研讨论

2020年4月17日，该研究成果以“Temperature-dependent sex determination is mediated by pSTAT3 repression of Kdm6b ”（pSTAT3通过抑制Kdm6b调控温度依赖型性别决定）为题，发表在国际顶级学术期刊Science上。葛楚天教授和Blanche Capel教授为本文通讯作者，Ceri Weber博士为第一作者， 我校和杜克大学为通讯单位。

论文在国际顶级学术期刊Science上发表

本次论文是葛楚天课题组的第二篇Science论文，是继2018年发表宁波首篇Science论文后的又一次突破，同时也是宁波地区发表在Science上的第二篇论文。

温度依赖型性别决定（简称TSD）是一种非常有趣的生命现象，性别由胚胎发育的孵化温度决定，常见于龟、鳄鱼和蜥蜴等爬行动物，半个世纪以来其分子机制一直不清楚。解析TSD机制的关键在于弄清楚温度如何调控性别决定基因。

TSD工作模式

2018年，葛楚天课题组和Blanche Capel课题组合作研究发现，一种表观遗传因子Kdm6b通过激活性别决定基因Dmrt1来调控红耳龟性别发育，这一重大研究成果发表在Science期刊上，这也是宁波地区的首篇Science。

遗传因子Kdm6b的这种调控作用在鳄鱼和蜥蜴上都存在，极可能具有爬行动物普遍意义。因此，研究温度如何转化成生物信号，是搞清楚TSD机制的一个突破口。针对这一科学问题，合作课题组一鼓作气，在第一篇Science研究成果的基础上，以红耳龟为动物模型进行了多年研究。他们发现，在高温环境下，钙离子能够大量流入性腺体细胞内，通过激活pSTAT3（信号转导与转录激活因子3的磷酸化）继而抑制遗传因子Kdm6b的合成，导致雄性基因无法显现，最终龟就发育为雌性。而在低温环境下，性腺细胞内钙离子水平低，导致pSTAT3水平也低，遗传因子Kdm6b和雄性基因就显现出来了，龟最终就发育为雄性。

科研团队

课题组还发现，除钙离子外，pSTAT3还能被其他一些环境感受因子激活，如冷诱导RNA绑定蛋白CIRBP（参与鳄龟性别决定）、离子通道蛋白TRPV4（参与鳄鱼性别决定）和皮质醇（参与雌雄同体鱼的性逆转）等，提示pSTAT3-Kdm6b是众多环境依赖型性别决定（ESD）系统间的一个保守的调控元件，将环境感受和性别决定通路连接起来。该项研究揭示了龟温度依赖型性别决定的上游调控通路，提出了“pSTAT3-KDM6B保守盒”调控假说，为全面破译ESD机制指明了重要方向。

我校动物性别与发育研究所瞄准国际生命科学前沿，针对水产动物单性育种产业技术重大需求，致力于揭示动物性别决定、性腺发育与环境互作的机制及性控技术研究。在龟鳖动物性别决定和控制等方面取得了一些原创成果，目前在Science累计发表2篇论文，成果入编国际经典生物学教科书《Developmental Biology》第12版。上周日（4月11日）央视10套科教频道播出了该课题组研究生惠航博参与录制的《科学动物园》节目，为大家科普“龟的性别是由温度来决定的”这一有趣现象背后的秘密，体现了研究所定位追求“科研走向教科书，科研走向科普”的学术精神。

同样，我校在与国内外高水平科研团队的合作和交流上也取得重要成果。近期，我校2016级生物工程领域研究生陈铮参与的论文“Two conserved epigenetic regulators prevent healthy ageing”（两个保守的表观遗传调控因子妨碍健康衰老）在国际顶尖学术刊物Nature上发表。该论文以线虫、小鼠、人为研究对象，揭示了两个保守的表观遗传调控因子BAZ-2/BAZ2B与SET-6/EHMT1妨碍健康衰老。陈铮在中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）参与了该论文的部分研究工作。

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-浙江万里学院-

万里今朝

文字 | 党委宣传部 生物与环境学院

图片 | 葛楚天

排版 | 张静

审核 | 党委宣传部