Nature封面：“布拉克须霉”在性别确定研究中的应用

生物谷报道：真菌“布拉克须霉”（Phycomyces blakesleeanus）也许是作为感光模型最为科学家们所知的，最早用其作为模型的研究是由诺贝尔奖获得者Max Delbrück进行的。本期Nature上发表的研究工作可能会提升其作为另一不同领域研究模型的知名度，这个领域即性别的确定过程。同在其他真菌中一样，“布拉克须霉”的性别确定也不是由整个一个基因组控制的，而是由基因组的一个小区域控制的，这个区域名叫性别位点。研究人员曾用一种生物信息学方法来识别这个位点。该位点涉及两个基因，二者都为转录因子编码，这些转录因子同SRY 蛋白一样（该蛋白是人类性别形成的一个主要调控因子），含有一个高迁移率族（HMG）域。另外，一组重复元素只在包含该性别位点的染色体上发现，说明在真核生物中性别确定和性染色体结构的演化中的早期步骤有一个普遍机制。

来自杜克大学医学院分子遗传与微生物学系，密苏里大学堪萨斯分校（University of Missouri, Kansas City，生物谷注）生命科学学院的研究人员近期发现了一些真菌早期的进化形式，为高等动物——包括真菌的远亲：人类——提供了新线索。这一研究成果公布在Nature杂志封面上。

这一研究由Joseph Heitman领导，主要研究手段是通过从一种最古老的真菌类型：Phycomyces blakesleeanus（布拉克须霉，生物谷注）分离得到了性别决定基因。

 
（《Nature》封面）

布拉克须霉作为感光模型最早由诺贝尔奖获得者Max Delbrück采用——Max Delbrück、Alfred D. Hershey和Salvador E. Luria组成的小组进行了著名的噬菌体实验，证明DNA就是遗传信息的物质载体。这一杰出的实验成就直接导致了DNA双螺旋结构的发现，并因此奠定了分子遗传学乃至整个分子生物学的基础。

在这项新研究中，布拉克须霉作为了另外一种不同领域的研究模型，即性别的决定过程。与其它真菌一样，布拉克须霉没有完整的性染色体，就像人类的X或Y染色体，它的性别决定是由基因组的一个小区域控制的，这个区域称为交配型位点（Mating type locus）。在许多进化水平上更高级的真菌物种中都发现过交配型位点，并且表现出不寻常的差异种类数量，甚至在相似的真菌物种中都存在这些差异，这让科学家们感到奇怪：这是如何进化的？

Heitman研究小组认为真菌这一最早形式的性别决定方式也许揭示了交配型位点的一种古老结构，就像是一种分子化石。Heitman表示，“真菌是研究人类性别差异进化的适合模式，这是因为真菌决定性别的遗传序列比人类性别决定的染色体要小。”

为了识别出布拉克须霉的交配型位点，研究人员利用计算机比较已知的其它真菌种系基因组种的交配型位点，然后绘制遗传图谱，“我们通过一种usual-suspects方法，比较了不同类型真菌蛋白，然后识别出了一种在所有种系都相关的‘候选人'”。

利用这一DNA，研究人员分离得到了调控配对的一种基因的两个版本，即sexM(sex minus) 和sexP (sex plus)，具有这两种类型中的一种的真菌可以相互配对。

而且这两个版本的基因都能编码一种称为高迁移率蛋白质（high-mobility group protein，生物谷注）位点蛋白，这种蛋白能通过一种未知途径调控性别差异。这种蛋白与人类Y染色体上一个主要调控因子：SRY蛋白十分相似，因此研究人员认为这种相似性说明HMG位点蛋白也许标记了真菌和人类性别决定的进化开端。

生物谷推荐英文原文：

Nature 451, 193-196 (10 January 2008) | doi:10.1038/nature06453; Received 13 August 2007; Accepted 5 November 2007

Identification of the sex genes in an early diverged fungus

Alexander Idnurm1,2, Felicia J. Walton1, Anna Floyd1 & Joseph Heitman1

Correspondence to: Joseph Heitman1 Correspondence and requests for materials should be addressed to J.H. (Email: heitm001@mc.duke.edu).