重磅|轰动性成果，浙江万里学院自建校以来，首次以第一单位在Science发表文章，解决了困扰科学界50年的难题

iNature：2018年5月11日，浙江万里学院葛楚天，钱国英及杜克大学Capel研究组合作在Science杂志发表题为“The histone demethylase KDM6B regulates temperature-dependent sex determination in a turtle species”的研究论文，本研究首次明确了龟类物种表观遗传机制与温度依赖性别决定之间的因果关系和直接遗传联系。同时该研究解决了困扰大家50年的性别决定问题，由于这个研究的轰动性及新颖性，Science对此进行了专门的报道。另外，iNature发现，这也是浙江万里学院首次以第一单位在Science杂志发表文章，这在另一方面说明，浙江万里学院的基础研究慢慢的在进步，这与学校长期支持基础研究分不开。

爬行动物中的性别决定是一个复杂的事情，因为孵化温度和基因在许多物种中相互作用以调节性发育并决定性命运，雄性或雌性。一个尚未解决的中心问题是，什么样的分子机制可以使温度如此深远地影响决定性别的发育途径？在具有遗传性别决定的物种中鉴定一个主要决定性别基因的手段已经很成熟 - 在性染色体上鉴定基因，证明哪些在发育早期在雄性和雌性胚胎中差异表达，并操纵它们的表达以证明逆转性别。鉴别温度依赖性性别决定（TSD）的机制并非如此。温度可以影响许多涉及性分化的常染色体基因，即使那些外周参与的基因，只要它们的改变的表达能够逆转性别即可。难怪在TSD在爬行动物中被发现后的50年里，我们对TSD机制的理解还没有进展。

在许多爬行动物中，巴西红耳乌龟Trachemys scripta elegans（T. scripta），性腺的性别取决于胚胎发生过程中的环境温度【1-4】。 然而，这种表型可塑性的分子机制仍然难以捉摸。 最近，表观遗传学标记，例如已知的性腺分化调节因子的DNA甲基化和组蛋白修饰，已经显示在具有温度依赖性别决定的物种的温度之间存在差异【5-11】。 然而，所有可用的报告都是相关的，并且差异表观遗传状态性别是否由温度决定的物种中的性发育的原因或后果尚未阐明。 

在这里，浙江万里学院葛楚天，钱国英及杜克大学Capel研究组合作提供分子和遗传证据表明，表观遗传调节因子Kdm6b通过在Dmrt1启动子处去甲基化H3K27me3（三甲基化组蛋白H3赖氨酸27），在雄性性别决定中起到因果作用。H3K27的三甲基化有助于许多生物体的转录抑制【12】。 KDM6B（也称为JMJD3）是一种组蛋白去甲基酶，特异性地使H3K27me3去甲基化，参与正常发育过程中的转录激活【13-16】。

葛楚天等研究组显示在26°C（所有后代发育成雄性的温度）下Kdm6b的敲除触发了80％以上存活胚胎中的雄性对雌性的性逆转。 KDM6B通过消除H3K27在其启动子附近的三甲基化直接促进雄性决定基因Dmrt1的转录。另外，Dmrt1的过表达足以拯救Kdm6b破坏引起的性反转。本研究建立了龟类物种表观遗传机制与温度依赖性别决定之间的因果关系和直接遗传联系。

原文链接：

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/645

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/601.full.pdf

参考文献：

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通讯作者葛楚天介绍

葛楚天

个人简历

葛楚天，男，1983年2月生，浙江宁海人，博士，副教授，硕士研究生导师，入选宁波市领军和拔尖人才培养工程。主要研究方向：(1)水生动物性别决定的分子机制研究;(2)生殖干细胞的发育调控研究。

目前主持国家自然科学基金、浙江省科技厅项目、宁波市自科学基金各1项，参加973计划前期研究专项、国家自然科学基金等多项国家省部级项目。在《Endocrinology》、《Biol Reprod》、《中国科学》等国内外重要学术期刊上发表论文15篇，其中SCI收录10篇。申请国家发明专利2项。主要学术兼职：国际生殖生物学会会员（2009-），美国动物学会会员（2007-）；《PLoS ONE》等SCI杂志审稿人。

通讯作者钱国英介绍

钱国英

个人简历

钱国英，女，1961年7月出生，教授，博士，现任浙江万里学院副校长，国务院特殊津贴专家，“全国优秀教育工作者”、“浙江省突出贡献中青年专家”、“浙江省高校中青年学科带头人”，“浙江省151人才工程第一层次人才”，“浙江省农业先进科技工作者”，“浙江省重大科技项目咨询专家”，“中国水产学会理事会动物营养专业委员会常务理事”，“浙江省生物类专业教学指导委员会副主任委员”，为国家教学创新团队建设负责人、国家特色专业建设负责人、国家创业教育试验区建设负责人、国家精品课程负责人和浙江省重中之重学科建设负责人。先后在Dundee university of UK，Hurtfurshire university of UK和Jena university of Germany访问研究。

主要研究方向为水产动物营养与免疫，目前主要从事中华鳖营养生理及性别控制等相关研究。近年来，主持国家973计划前期研究专项、国家农业科技成果转化、浙江省重大科技专项等十多项省部级课题，参与国家自然科学基金等多项课等题。发表国内外重要学术期刊论文50余篇，其中SCI论文14篇，教学研究论文12篇，申请发明专利11项，授权5项。获得全国农业技术推广成果一等奖1项，农业部星火一等奖1项，浙江省科技成果二等奖3项、三等奖1项，市厅科技成果奖14项；获国家级教学成果二等奖1项，浙江省教学成果一等奖1项、二等奖2项。其中“中华鳖仿生养殖技术研究与绿色饲料研发”获得2006年浙江省科学技术二等奖；“中华鳖良种选育及优质高效养殖模式”获得2010浙江省科学技术二等奖。特别在中华鳖杂交优势利用、新品种选育和营养学及其它鱼类的营养与饲料的研究上取得了很大成绩。

参考链接：

http://swxy.zwu.edu.cn/52/38/c1419a86584/page.htm

http://swxy.zwu.edu.cn/8c/bc/c1419a36028/page.htm

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