锌指蛋白,Y 型连接
ZFY 基因在男性中积极转录,似乎与精子或睾丸成熟有关(Dorit 等人总结,1996)。
▼ 克隆与表达
佩奇等人(1987)确定了一种 Y 编码的锌指蛋白,命名为 ZFY,他们认为它可能代表睾丸决定因子(TDF)。他们克隆了一段 230 kb 的人类 Y 染色体片段,该片段被认为包含部分或全部 TDF 基因。克隆的区域跨越了女性的缺失,该女性携带了除 160 kb 之外的所有 Y。在小鼠 Y 染色体的这个性别决定区域内发现了同源序列。人类 Y 染色体上这种保守 DNA 的核苷酸序列表明,它编码的蛋白质具有多个“指”结构域,如青蛙转录因子 IIIA 中首次描述的那样。编码的蛋白质被认为以序列特异性方式与核酸结合并调节转录。
▼ 基因功能
使用 PCR,Palmer 等人(1990)表明 ZFY 和 ZFX( 314980 ) 非常相似。他们证明了这两个基因在广泛的成人和胎儿人体组织中的表达,并表明 ZFX 是从存在于人鼠杂交体中的无活性 X 染色体中表达的。帕尔默等人(1989)提出了 ZFY 不是睾丸决定因素的遗传证据(见 SRY,480000):他们观察到 XX 男性缺乏 ZFY。在 4 名缺乏 ZFY 的 XX 男性中,他们在伪常染色体边界旁边发现了 Y 特异性序列的交换,从而确定了 TDF 必须位于的区域。
▼ 测绘
Muller 和 Schempp(1989)通过原位杂交将 ZFY 基因分配给 Yp11.32。
▼ 细胞遗传学
性别决定模型必须适应 X 染色体上 ZFY 相关基因座的发现。鸟类中相似序列的存在表明不仅在哺乳动物的 XX/XY 性别决定系统中,而且在鸟类的 ZZ/ZW 系统中也可能发挥作用。通过与含有 X 染色体各种片段的体细胞杂交体的 DNA 进行杂交的作图研究表明,X 染色体上的序列对应到 Xp22.3-p21 区域。佩奇等人(1987)提出了几个假设来解释 X 连锁基因座的存在。一种假设与 Y 染色体特有的占主导地位的性别决定因素的普遍观点不一致。该模型表明 X 和 Y 基因座在功能上是可互换的,两者都是睾丸决定的,并且 X 基因座受到 X 染色体失活的影响。根据该模型,性别由表达的 X 和 Y 基因座的总数决定:单次剂量是女性决定的,而双倍(或更大)剂量是男性决定的。将 X 衍生的转基因添加到 XX 胚胎的基因组中应导致睾丸分化,只要该转基因不受 X 失活的影响。X 染色体基因座的表达增加可以解释 XX 雌雄同体和罕见的 Y 阴性 XX 男性中睾丸组织的存在,他们缺乏 Y 染色体的 TDF 基因座。虽然通过 Y-DNA 分析判断,一些 XY 女性缺乏 TDF,但其他女性没有明显的缺失。这些无法解释的 XY 雌性可能在 TDF 或与 TDF 结合或下游起作用的基因中具有点突变。上述模型表明,X 染色体基因座(Xp22.3-p21)的突变可能导致 XY 胚胎发育为雌性。这些无法解释的 XY 雌性可能在 TDF 或与 TDF 结合或下游起作用的基因中具有点突变。上述模型表明,X 染色体基因座(Xp22.3-p21)的突变可能导致 XY 胚胎发育为雌性。这些无法解释的 XY 雌性可能在 TDF 或与 TDF 结合或下游起作用的基因中具有点突变。上述模型表明,X 染色体基因座(Xp22.3-p21)的突变可能导致 XY 胚胎发育为雌性。
▼ 进化
辛克莱等人(1988)表明,在有袋动物中,与 ZFY(和 ZFX)同源的序列不是对应到 X 和 Y,而是对应到常染色体。这意味着 ZFY 不是有袋动物的主要性别决定基因。
马哈菲等人(1997)得出结论,人类 ZFY 基因有 2 个小鼠同源物,命名为 Zfy1 和 Zfy2,这显然是由 Y 染色体上祖先基因的染色体内复制引起的。赞布罗维奇等人(1994)描述了鼠 Zfy1 和 Zfy2 基因的启动子。
多利特等人(1995)在选择代表地理起源的横截面的 38 个个体的样本中,没有发现位于 ZFY 锌指外显子上游的 729-bp 内含子的多态性。这让作者感到惊讶,因为与其他非人类灵长类动物的种间比较揭示了系统发育信息序列的变化。这种不变性可能是由于最近的选择性扫描、现代智人的最近起源、反复出现的男性人口瓶颈,或历史上受影响的男性人口规模较小。Fu 和 Li(1996)使用了他们所谓的更严格的方法,并表明现代人类最近的共同祖先可能只有Dorit 等人估计的一半(1995):270,000 年,95% 置信限为 0 到 800,000。其他三个小组(Donnelly 等人,1996 年;Weiss 和 von Haeseler,1996 年;以及Rogers 等人,1996 年)也评论了最近共同祖先(MRCA)的年龄问题,Dorit 等人(1996)给出了回应。他们评论说,鉴于沿该基因树的分支和节点发生的少量变化,它们的原始数据不应用作“分子钟”。
位于假常染色体区域之外的哺乳动物 Y 染色体上的基因不会与 X 染色体上的基因重组,并且预计会因为有害突变的积累而进行雄性功能选择或逐渐退化。斯莱特里等人(2000)对 26 个猫科动物物种中的 XY 同源物 Zfx 和 Zfy 进行了系统发育分析,这表明从 X 到 Y 的 2 次祖先的定向遗传交换(异位基因转换):一次是在帕拉斯猫的进化过程中,一次是在一个共同的前身中豹猫谱系物种。用进化受限的 X 拷贝替换更快速进化的 Y 同源物可能代表了哺乳动物 Y 染色体非重组区域上功能基因的适应性编辑机制。