來自日本和澳洲的科學家研究顯示,懷孕期間缺鐵可能導致攜帶 XY 染色體的基因男性小鼠完全性別逆轉,進而發展成卵巢。來自日本大阪大學和澳大利亞昆士蘭大學的研究團隊發現,子宮內嚴重缺乏鐵的情況下,部分基因男性胚胎出現女性特徵,並形成女性生殖腺。
這項研究挑戰了傳統理論,首次提供了環境因素而非僅僅是基因可以影響生物性別決定過程的證據。研究人員指出,這些結果顯示,基於 XY(男性)或 XX(女性)染色體存在的假設,哺乳動物的性別在受精時便已確定的發展路徑並不像普遍認為的那樣固定。
研究的領導者、大阪大學生物學教授高橋誠(Makoto Tachibana)指出,位於 Y 染色體上的 SRY 基因在哺乳動物性別分化中扮演著核心角色。如果該基因片段存在,生殖腺會在發育約六週時開始形成睾丸;若缺失,則自然發展為卵巢。
然而,研究人員發現,當細胞層級的鐵濃度降低 60% 時,會干擾性別分化,並在關鍵的發育階段使 SRY 基因沉默。在小鼠實驗中,研究團隊發現 39 隻基因男性(XY)小鼠中,有 6 隻來自缺鐵母鼠的後代發展出完全形成的卵巢,還有一隻為雙性,擁有一個卵巢和一個睾丸。
在另一項實驗中,當母鼠服用去除體內鐵的藥物時,類似的結果再次出現,72 隻基因男性胚胎中有 5 隻發展出女性生殖器官。昆士蘭大學名譽教授彼得·庫普曼(Peter Koopman)表示,過去從未有科學證據表明飲食會影響性別發展。
研究人員指出,這一過程似乎依賴於表觀遺傳學,即對 DNA 的化學改變,這些改變影響基因的表達而不改變基因組本身。簡而言之,這一研究領域探討行為和環境如何引起影響基因運作的變化。
在當前的研究中,缺鐵影響了一種名為賴氨酸去甲基化酶 3A(Lysine demethylase 3A,簡稱 KDM3A)的酶,該酶有助於激活 SRY 基因。缺乏足夠的鐵,該酶無法正常運作,導致基因被關閉。
儘管這些發現僅限於小鼠,且未研究對人類懷孕的影響,但庫普曼強調,這些結果可能具有更廣泛的意義。他表示,缺鐵影響約 40% 的懷孕女性,而過去並未懷疑鐵會影響胚胎的性別決定。這可能意味著性別逆轉的潛在風險可能對某些已經在某種程度上易受缺鐵影響的孕婦造成關注。
研究團隊現在希望進一步探索是否存在類似的機制影響人類,以及在什麼情況下鐵的水平會影響早期胎兒發育。該研究已發表在《自然》期刊上。
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