Science：DNA片段减法和倒位导致雌性鼹鼠同时产生功能性的卵巢和睾丸组织

蜘蛛的生活环境原教旨主义恶劣。作为深入地洞的两栖类，它们的前爪多了一根手指，躯干特别坚韧。更加举足轻重的是，雌适度蜘蛛在保留生育能力的同时，也兼具双适度变异。作为两栖类的迥然不尽相同形态，雌适度蜘蛛有两条X染色体，但同时退化出功能适度的卵巢和阴茎有组织。在雌适度蜘蛛里，这种两种有组织各种类型都融合在一种被称作卵睾体（ovotestis）的器官里，这是这种两栖类的一种独一无二的形态。

雌适度蜘蛛体液里成分大量的阴茎酮

雌适度蜘蛛的阴茎有组织不导致体内，须要导致大量的适度激素阴茎酮，理论上道雌适度蜘蛛的阴茎酮含量与雄适度蜘蛛相似。据推断，这种天然的“兴奋剂”使得雌适度蜘蛛兼具侵略适度和蓬勃的躯干，这对于它们在只能穴居和相争资源的地下生活来说道是一种优势。

如今，在一项更加进一步研究工作里，来自德国多家研究工作的机构的研究工作执法人员报告了所致蜘蛛这种形态适度适度退化的基因突变特适度。根据这项研究工作，主要是突变组结构的变异所致了对突变活适度的依靠时有发生改变。除了所致阴茎退化的基因突变程序来外，这种变异还就会激活所致雌适度蜘蛛体内雄适度激素分泌的蛋白酶。就其研究工作结果发表在2020年10同月9日的Science医学期刊上，博士论文副标题为“The mole genome reveals regulatory rearrangements associated with adaptive intersexuality”。博士论文通讯作者为鲍曼-相对论适度水分子生物化学研究工作所的Stefan Mundlos教授和Darío G. Lupiáñez助手。博士论文第一作者为鲍曼-相对论适度水分子生物化学研究工作所的Francisca M. Real。

进化的突变组机制

Mundlos说道，“自达尔文以来，人们普遍认为，生物的不尽相同外形是突变构成日渐变异的结果，这些变异可传递给先祖。但是，DNA的变异及其在生物不尽相同之处的表现是如何确切关联的，我们又如何才能推断出这样的变异呢？”

为了探究这个问题，这些研究工作执法人员首次对伊比利亚蜘蛛（Talpa occidentalis）的突变组透过了完全测序。此外，他们还研究工作了细胞里突变组的图形结构。在细胞核里，突变及其就其的依靠数列形成了相对弱小的转录复合物（regulatory domain），这些转录复合物由大量的不尽相同DNA相片彼此之间经常时有发生作用力的地区组成。

Mundlos说道，“我们推断，在蜘蛛里，不仅突变本身时有发生了变异，相比之下是同属这些突变的转录地区时有发生了变异。”

这些研究工作执法人员说道，在蜘蛛的进化全过程里，不仅DNA里的单个脱氧核糖核酸就会不定，而且突变组的较多相片也就会时有发生转移。如果DNA的相片从一个左边伸展到另一个左边，就就会出现全更加进一步或新的组装的转录复合物，从而激活更加进一步突变并增强或西移动它们的理解。

阴茎退化程序来

Lupiáñez说道，“两栖类的适度退化是复杂的，尽管我们对这一全过程是如何时有发生的有了相当好的自已法。在某个小时点上，适度退化一般而言朝着一个方向或另一个方向（雄适度或雌适度）转变。我们自已知道进化是如何缓冲这一系列的退化血案，从而使得我们在蜘蛛身上注意到到的双适度形态视作可能。”

事实上，当将蜘蛛突变组与其他鸟类和人类的突变组透过比较时，这些研究工作执法人员推断出在一个目前为止直接参与阴茎退化的地区里存在一个倒位（inversion）那是倒置的突变组相片。倒位就会所致额外的DNA相片包涵在突变FGF9的转录复合物里，从而新的调整对这个突变的依靠和缓冲。博士论文第一作者、鲍曼-相对论适度水分子生物化学研究工作所的Francisca Martinez Real助手暗示道，“这种变异除了与雌适度蜘蛛体内的卵巢有组织退化有关外，还与阴茎有组织的退化有关。”

这些研究工作执法人员还推断出了一个全权负责适度激素导致的突变组地区那是更加确切地说道，适度激素导致突变CYP17A1那是时有发生三倍单调（triplication）。Real说道，“三倍单调给这个突变可选了额外的转录数列那是这就此所致雌适度蜘蛛卵睾体里适度激素的产值增加，相比之下是更加多的阴茎酮。”

野生蜘蛛和转突变小鼠

领土适度很强的蜘蛛无法在研究工作团队里放养，这对这些研究工作执法人员的研究工作工作随之而来了很大的挑战。Lupianez说道，“我们只能对野生蜘蛛透过所有的研究工作。”他和Real花了几个同月的小时在西班牙中部收集他们用于积极开展测试的试样。“然而，这个在技术上也视作了我们的这项研究工作的一个优势。我们的研究工作者不仅局限于测试鸟类，还扩展了我们对野生鸟类的引介。”

这些研究工作执法人员通过构建一种模拟在蜘蛛里注意到到的突变组变异的小鼠三维，证实了这两种突变组突变实际上是所致雌适度蜘蛛的这种或多或少退化的原因。在这些转突变小鼠里，雌适度小鼠的适度激素高度与较长小时雄适度小鼠一样高。它们也明显比未时有发生突变修饰的同种鸟类更加坚韧。

进化并用基因突变工具箱

对于蜘蛛来说道，适度别彼此之间并不能那么明确的界限，相反，雌适度蜘蛛在迥然不尽相同的雌适度变异和迥然不尽相同的雄适度变异彼此之间伸展，理论上道，它们是双适度的。

Lupiáñez说道，“我们的推断出是一个极佳的例子，说道明突变组的图形结构对进化是多么举足轻重。物质并用现有的退化突变工具箱，只是对它们透过重排，以创造出诸如双适度之类的形态。在这个全过程里，其他器官该系统和退化不就会受到影响。”

Mundlos说道，“从历史上看，双适度（intersexuality）这个该词引起了较多的疑虑。只不过和现在都有一种偏向，就是将双适度变异定适度为病理精神状态。我们的研究工作强调了适度退化的复杂适度，以及这一全过程如何所致各种各样的里间表现，这些表现是自然变异的呈现。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1.Francisca M. Real et al. The mole genome reveals regulatory rearrangements associated with adaptive intersexuality. Science， 2020， doi：10.1126/science.aaz2582.

2.Duplications and inversions of DNA segments lead to the masculinization of female moles

https：//phys.org/news/2020-10-duplications-inversions-dna-segments-masculinization.html