在大多數哺乳動物中，性別是由性染色體決定的。一般來說，XX染色體組合會發育成雌性，XY則會發育成雄性。這是因為Y染色體上有一個關鍵基因——Sry，它就像一個“開關”，能激活睪丸的發育程序，從而讓胚胎向雄性方向發展。
但這個“開關”其實也依賴一種微量元素——鐵。特別是亞鐵離子（Fe2+），它是激活一種叫做KDM3A的酶所必需的。而KDM3A正是調控Sry基因表達的關鍵“助手”。
日本大阪大學立花誠團隊為此進行了一系列實驗。他們發現，在小鼠胚胎發育的關鍵時期，那些有助于亞鐵離子積累的基因會被“激活”，說明鐵在這個階段確實扮演著重要角色。
當他們在培養細胞中將鐵含量降低到正常水平的40%時，Sry基因的活性明顯下降。更令人驚訝的是，XY染色體的小鼠性腺開始出現本該屬于卵巢的遺傳標記，仿佛它們正在“轉向”雌性發育路徑。
接下來，研究團隊在懷孕母鼠身上做了實驗。團隊通過注射藥物來短暫地減少母鼠體內的鐵含量，時間正好對應胚胎性別決定的敏感期。這些母鼠生下了大約72只XY染色體的后代，其中有4只發育出了雙側卵巢，還有1只一邊是卵巢、另一邊是睪丸，發生了明顯的性別反轉。
另一組實驗中，他們讓母鼠在懷孕前就開始吃低鐵飲食，持續6周，其中包括胚胎性別決定的階段。這種長期缺鐵本身并沒有導致性別變化。但如果母鼠還攜帶了一個使KDM3A酶失效的突變基因，那么在43只XY后代中，就有2只出現了從雄性到雌性的性別反轉。
而在所有鐵含量正常的對照組中，沒有一只XY小鼠出現類似的變化。
這項研究沒有分析缺鐵在人類妊娠中的影響，但它揭示了一個令人震撼的事實：哺乳動物的性別決定過程，并不像人們以前認為的那樣“鐵板釘釘”。某些外部環境因素，比如母體的營養狀況，尤其是鐵的供應，可能在關鍵時刻影響性別發育的方向。
這就像一場精密的交響樂，Sry基因是指揮，KDM3A是重要的演奏者，而鐵就是那個不可或缺的音符。一旦這個音符缺失了，整首曲子的方向就可能發生偏移。
這項發現不僅刷新了人們對性別決定機制的理解，也為未來研究鐵代謝與發育異常之間的關系提供了新線索。也許有一天，我們不僅能解釋小鼠的性別為何改變，也能更好地理解人類某些性別發育差異背后的生物學原因。
來源：科技日報
