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[苗述生物] 是的,这是一个关于美臀的故事

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发表于 2018-12-4 09:27:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
是的,你没看错,这就是一个关于美臀的故事,不信你看,有图有真相。


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故事的梗概是酱紫的:

辣是1983年的一天,米国俄克拉荷马州的牧羊人正在自己的羊群中筛选强壮的种羊,突然发现一只Dorset公羊拥有无与伦比的大屁股,臀部及后腿中肌肉含量显著增多,而脂肪则减少,真是一头不可多得的好羊。牧羊人欣喜若狂,于是给它取了个霸气又富贵的名字“Solid Gold”。


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接下来的日子里,“Solid Gold”唯一的工作就是开枝散叶传宗接代,以便将它那威武雄壮的大臀基因发扬光大。观察发现,当“Solid Gold”与野生型母羊交配后能产生50%大臀羊,雌、雄都有。

咳咳,敲黑板了。童鞋们,请问根据以上信息,你能判断出大臀基因的遗传方式吗?

没错,种种迹象显示大臀是常染色体显性单基因遗传。后来,为了使名称更加贴合这种羊的性状,科学家又把这些大臀羊命名为callipyge(拉丁文“美臀”的意思,是不是贼厉害?),该基因座位被命名为CLPG。

看起来挺圆满了是吧,然而故事没有结束。当科学家用美臀母羊与野生型公羊交配却不产生美臀后代,只有美臀公羊与野生型母羊交配的后代中才有美臀羊。如果把美臀基因用C表示,野生型基因用c表示,可将上述信息整理如下:


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看出来了吧,同样的美臀基因C,如果是来自亲代公羊的,它就可以表达;如果是来自亲代母羊的,它就不表达,是不是很奇葩。

其实,在真核细胞中的确存在这类基因,其表达与否取决于它们所在染色体的来源(父系或母系)以及在其来源的染色体上该基因是否发生沉默。有些基因只从母源染色体上表达,而有些则只从父源染色体上表达。这类基因称为印记基因,基因组印记是一种特殊的表观遗传变异。

如果按照上面的分析,当选用杂合体美臀公羊与野生型母羊所产生的子代美臀羊相互交配,后代美臀羊的比例应该是1/2,分析如下图:


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但神奇的是,后代中并不是预期的1/2美臀羊,而是3/4野生型和1/4的美臀羊。

基因分析显示,后代中只有杂合体Cc表现为美臀羊,而CC却表现为野生型。既然CC具有来自亲代公羊的美臀基因,为何表现为野生型?原来,是因为来自父本与来自母本的同一个等位基因的显性与隐性不同,C对c是显性,C对c是隐性,但当它们在一起时(CC),显性和隐性会转换,CC成为显性,这种现象被称为polar overdominance(极性超显性)。

是不是很有意思?(一波原创题已经在脑海里荡漾了...)


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研究发现,美臀羊是由于DLK1-Dio3 印记区CLPG点突变引起的,只有突变来自于父亲的杂合体才出现美臀表型。长期以来,这种遗传规律吸引着遗传学家们的广泛关注,人们一直希望能阐明这种遗传方式的分子机制,但始终未能成功。

DLK1-Dio3 印记区存在有一个miRNA簇(miR-379 cluster),研究人员推测母源miR-379簇可能是介导极性超显性遗传现象的关键分子。为验证这一假设,研究者以小鼠为模式动物,通过引入3个lox P位点的方法,成功敲除了含50余个miRNA的小鼠基因簇,建立了稳定、纯遗传背景的基因敲除小鼠。该小鼠臀大肌和其他肌肉都出现肥大、肌肉的快纤维比例增加,与美臀羊的肌肉特征非常相似。研究还发现,小鼠肥大肌肉中的DLK1蛋白表达量明显升高,miRNA329 (miR-379簇的成员)可以抑制其表达。鉴于DLK1具有促进肌肉肥大的功能,研究人员提出了一个美臀羊产生和极性超显性的遗传学模式:


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Pat代表父源,Mat代表母源

该模式的发现,不但首先证实了表观遗传对经典遗传遗传性状具有直接调控作用,同时也为超显性、甚至杂交优势的分子机制研究提供了一个全新思路。


好了,故事讲到这里就愉快地结束了。话说,我新疆阿勒泰大尾羊的肥臀也是不亚于米国的callipyge呀,而且早在唐朝贞观年间,大尾羊就被作为贡品,进献朝廷了。《新唐书》上还有记载:“西域出大尾羊,尾房广,重10斤”。恩恩,阿勒泰大尾羊在美臀这件事情上领先了callipyge十几个世纪,一股民族自豪感油然而生......


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今天就到这里吧。再贱。


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详情可参考“Regulation of DLK1 by the maternally expressed miR-379/miR-544 cluster may underlie callipyge polar overdominance inheritance”

               
发表于 2018-12-4 09:30:37 | 显示全部楼层
即使生命是一场空,也要空得很充实;
纵然人生白忙一场,也要忙得很快乐。

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发表于 2019-7-8 19:38:19 来自手机 | 显示全部楼层
哦好!

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发表于 2019-8-24 20:04:35 来自手机 | 显示全部楼层
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发表于 2019-12-20 10:04:42 | 显示全部楼层
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发表于 2020-3-2 21:01:41 来自手机 | 显示全部楼层
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发表于 2020-10-11 16:48:41 来自手机 | 显示全部楼层
点个赞,
发表于 2020-10-11 22:50:51 | 显示全部楼层
好有趣!同时又感觉到了那一波原创题的难度~
 
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