众所周知，雌性拥有两条X染色体，每条都携带着许多基因，如果这两条X染色体上的基因都表达，就会对细胞造成毒性。为了避免这种毒性，雌性进化出一种机制——在胚胎发育的过程中，随机失活一条X染色体，即X染色体失活现象（XCI）。XCI对雌性的正常发育至关重要，如果这个过程出现问题，也可能会导致X染色体的相关疾病，如Rett综合症。
近日，来自美国马萨诸塞州总医院（MGH）的研究人员在XCI现象中发现了起到关键作用的一种酶——DCP1A，并进一步解析了XCI的谜团，相关论文发表在《自然细胞生物学》杂志上。
多年来，研究人员在理解XCI的发生机制方面取得了长足的进展。2006年，由MGH分子生物学系的Jeannie Lee博士领导的研究小组报告说，在胚胎发育过程中，两条X染色体会短暂地结合在一起，而且这种配对对于细胞决定哪条X染色体失活是必要的。“但是直到现在，没有人知道两条X染色体是如何对话并做出随机沉默的决定的。”Lee说，她是这项新研究的通讯作者。
为了找到答案，Lee等人开发出了复杂的分子工具，来研究XCI中的关键蛋白质。在配对之前，两条X染色体是相同的，表达相同的基因。特别是，它们都表达了一种叫做Xist的非编码RNA，它在灭活X染色体中起着至关重要的作用。同时它们也表达另一种的非编码RNA——Tsix，它能够封锁Xist并阻碍XCI。
在这项研究中，Lee等人发现，一种名为DCP1A的酶会随机选择一条X染色体，并在此过程中切断或“剥开”Tsix的保护层，使其变得不稳定。然而，由于DCP1A的数量非常少，因此仅能与一条X染色体结合。“DCP1A触发了启动整个X染色体失活级联的开关。”Lee说。
随后，在配对过程中将X染色体结合在一起的“胶水”——一种名为CTCF的蛋白质，会与不稳定的Tsix RNA结合，并导致其永久关闭，然后Xist就顺利完成了XCI。“DCP1A让两条X染色体之间进行了一次致命的‘对话’。”Lee说。
此外，她还指出，许多其他的例子表明，为了保持健康状态，身体必须选择表达哪个基因拷贝。“我们的发现将有助于科学家们了解细胞中其他分子的对话是如何发生的。”Lee说。
科界原创
编译：花花
审稿：西莫
责编：橘子
期刊来源：《自然细胞生物学》
期刊编号：1465-7392
https://phys.org/news/2020-08-reveals-sex-chromosomes-female-embryo.html
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