就自然选择而言，性别几乎是一切。生物体所从事的所有活动都是为了繁殖。因此，生殖生物学中最基本的细胞细节对许多科学家来说都极具吸引力。从生物学上讲，雄性是产生精子的物种成员，而雌性则产生卵子。但现在，日本科学家已经证明，雌性鱼类可以产生功能齐全的精子——如果不是因为一个单一基因的表达，它们将一直如此。有性繁殖物种的后代始于来自其父母的两种生殖细胞（称为配子）的融合。但并非所有配子都相同；出于仍然有些神秘的原因，一方捐赠一个大得多的配子，即卵子，而另一方则只捐赠精子形式的必需遗传物质。精子是廉价的——因为它们几乎只包含封装在游泳外壳中的 DNA，雄性以巨大的数量产生它们，而雌性则将数千倍的能量投入到生产数量较少、珍贵的卵子中。了解卵子和精子生产之间的潜在差异可以帮助科学家更深入地了解性本身的进化，以及治疗不孕症等疾病的潜在方法。日本冈崎基础生物学研究所分子生殖遗传学实验室的一组科学家一直在研究一种被称为食米鱼（Oryzias latipes）的小型纹鱼的生殖生物学，它属于稻田鱼。他们确定了一个在卵细胞中活跃但在周围卵巢组织中不活跃的基因——foxl3——并试图通过创建一个缺乏该基因表达的基因敲除鱼谱系来确定其作用。令他们惊讶的是，当 foxl3 被抑制时，原本的雌鱼开始主要产生精子而不是卵子。但更奇怪的是，这些没有 foxl3 表达的雌鱼在孵化后仅一周就开始产生精子，比它们的野生雄性同类早了整整三周。精子本身功能完好——当该团队使用这些雌鱼产生的精子人工授精野生型雌鱼的卵子时，它们效果很好，其中大多数受精卵孵化成了健康的活体小鱼。基因敲除的雄鱼似乎不受 foxl3 丢失的影响。他们本周在《科学》杂志上发表的研究结果表明，至少在食米鱼中，一个单一基因会抑制发育中的生殖细胞的“雄性特征”。这些数据与之前的哺乳动物研究形成鲜明对比，因为它们表明配子的“默认”轨迹是变成精子而不是卵子。
一种缺乏 foxl3 基因的雌性食米鱼，看起来很像正常的雌性食米鱼——但她的卵巢（下方图像）讲述了不同的故事。在其中有大量的精子和少量的卵子。图片由日本基础生物学研究所提供。然而，这并不是 foxl 基因第一次被牵涉到维持雌性特征。早在 2009 年，科学家们就发现，如果 foxl2 基因被敲除，雌性小鼠即使成年也会产生睾丸而不是卵巢，如果 foxl2 基因被敲除。但在那种情况下，整个生殖器官从雌性转变为雄性。这些鱼能够在非常雌性的卵巢中发育出健康的雄性配子。“尽管生殖细胞周围的环境是雌性的，但功能性精子已经被制造出来，这让我非常惊讶。生殖细胞中存在的这种性别转换独立于身体的性别，这是一个全新的发现，”第一作者 Toshiya Nishimura 告诉路透社。未来的研究可能会调查哺乳动物中类似的基因，看看我们是否也有一个能抑制精子、确保卵子走在正轨上的基因。不过，目前，该团队仍在继续研究鱼类中的 foxl3，以发现它究竟是如何工作的。他们有兴趣确定什么调节它的表达，以及该基因产物实际上做了什么来阻止配子变成精子。引用：Toshiya Nishimura, Tetsuya Sato, Yasuhiro Yamamoto, Ikuko Watakabe, Yasuyuki Ohkawa, Mikita Suyama, Satoru Kobayashi, and
Minoru Tanaka (2015)。foxl3 是食米鱼精子-卵子命运决定中涉及的生殖细胞内在因素。
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