体外研究也显示Sxl编码的RNA结合蛋白和两个靶目标结合：一是与Sxl mRNA前体直接作用，阻止利用雄性特异外显子的剪接位点，导至雌性发育途径；而另一个为转化子基因tra。
Sxl基因产物除了自我调控外，一个更重要的作用是调节下游的性别分化基因。在体细胞中，这些基因依次是transformer（tra）、transformer-2（tra-2）、doublesex（dsx）和intersex（ix）。
此外还有几个基因是雌性中Sxl正常表达的维持所需的，如female-lethal-2d [f1(2)d]基因（Granadino et al., 1992），它是一个母性效应基因，一旦发生突变，会影响Sxl晚期转录物的雌性化剪接。其它的还有liz [又称sans fille（snf）] 和virilizer（vir）基因（Salz et al., 1992; Hilfiker and Nothiger,1991），雌性中，这些基因中的任何一个突变都将使Sxl因不能维持其高水平表达而无法扮演它在雌性发育中的多重角色。 3．性别决定调控途径中的靶基因
位于dsx下游的是体细胞性别分化的末端基因，它们在两性中的差异表达导致了成虫果蝇性别二态性的确立。dsx对这些靶结构基因的调控被认为与转录调控有关（见第十五章）。果蝇中很多蛋白仅在一种性别中存在，如雌性中的卵黄蛋白和卵壳蛋白。 Coschigano和Wensink等（1993）的研究表明，dsx的雌雄两种转录物在卵黄蛋白基因127bp的增强子内有三个结合位点，雄性特异产物与这些位点结合，从而阻止卵黄蛋白的转录，而雌性特异蛋白通过与这些位点结合而激活转录。除了阻碍雌性特异基因产物和器官的产生，雄性DSX蛋白还可能促进雄性性巢的分化（Jursnich and Burtis 1993）。
性别决定基因的温度敏感型突变株有助于研究者了解特定耙基因对性别决定开关敏感的确切时间。当注入tra2基因的温度敏感等位基因（temperature-sensitive, ts）时，果蝇性别发育途径从幼虫晚期到成虫期都处于有活性状态。Tra2ts基因为温度敏感等位基因，在许可温度（低温）下表达雌性表型，而在非许可温度（高温）下表达雄性表型。在幼虫晚期和化蛹期，将温度从许可温度提升至非许可温度时，XX幼虫和蛹发育成雄性。当成虫突变体在低温饲养，成虫的脂肪体将生成卵黄蛋白，并进入卵子。而当此成虫突变体在高温下饲养，卵黄蛋白基因的表达将停止（Belote et al.,1985b）。另一个非常引人注意的发现是，当XX Tra2ts成体果蝇在非许可温度下保持几天，它们将表现出雄性的求爱行为（Belote and Baker, 1987）。
三、调控配子发生的相关基因
果蝇的配子发生是一个复杂而又精妙的多元调控体系，既受来自体细胞的多重诱导信号的影响，又被其自身的X:A信号所调控。有两个平行系统可决定配子的发生：诱导信号让XX生殖细胞进入卵发生或精子发生，而自主信号使XY生殖细胞雄性化（Steinmann-Zwicky, 1994）。 1．体细胞信号对配子发生的诱导作用
研究表明，体细胞诱导信号对生殖细胞的性别决定有重要影响。通过对tra、dsx等基
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因的各种突变型个体的生殖腺和生殖细胞的研究，可确定诱导信号的作用。在一龄幼虫期，XX雌性生殖细胞的性别正常分化需要tra和dsx控制的体细胞诱导信号的作用。体细胞的tra能够指导XX生殖细胞进入卵发生，体细胞的DSXF也是XX生殖细胞雌性化所需要的。XY生殖细胞对诱导信号也有反应。诱导信号虽然不能决定其进入雄性途径，但确立和维持精子的发生需要一个雄性化诱导信号的存在。
在生殖细胞中，Sxl也被性别专一地剪接，仅有雌性剪接物具有功能。体细胞来源的tra、tra-2或dsx可影响生殖细胞中Sxl的选择性剪接。 2．调控配子发生的等级途径
生殖细胞的Sxl在从极细胞迁移到三龄幼虫早期这段时间内被激活，其活性的维持需要snf、fi(2)d、vir和两个卵巢肿瘤基因ovo和otu的参与。Snf突变体的卵巢内充满象雄性的多细胞囊胚，Sxl mRNA前体以雄性方式剪接。抗SXL抗体的检测显示极少或没有SXL蛋白存在。Ovo或out纯合强突变的雌性成蝇没有生殖细胞，弱突变则引起卵巢肿瘤，卵巢中充满类似于早期精原细胞的未分化生殖细胞。同样，ovo或out突变的雌性卵巢内为雄性Sxl剪接产物，很少或没有SXL蛋白。体细胞的诱导信号和X:A的自主信号一起决定了生殖细胞的性别分化。
四、体细胞的剂量补偿
果蝇的体细胞存在类似哺乳动物的剂量补偿问题。哺乳动物是通过雌性胚胎体细胞中两条X染色体之一的随机失活来完成这一平衡过程的（见第十四章），但是果蝇体细胞的两条X染色体是同时被激活的，因此，它的剂量补偿可以通过降低雌性中X-连锁基因活性的负调控实现，也可以通过提高雄性X-连锁基因活性的正调控实现，那么究竟是哪一种剂量补偿方式呢?
X:A比例不仅启动果蝇体细胞性别决定，也是体细胞剂量补偿的起始信号。性致死Sxl基因，作为果蝇性别决定的枢纽，也是这一过程的开关调控者。但是在随后起作用的是另一套独立的调控基因，即被合称为msls的四个基因:maleless（mle）、male-specific lethal 1（msl-1）、male-specific lethal 2（msl-2）、maleless on the third-132 [mle(3)132]。其中mle、msl-1和mls-2均位于2号染色体上，mle(3)132在3号染色体上。参与体细胞性别分化的其它基因tra、tra2、dsx和ix对剂量补偿都没有影响（Kelley and Kuroda, 1995）。
在雌性体细胞中，msls突变无任何效应，表明雌性个体不需这些基因的产物。但对雄性来说，msls发生突变，雄性X-连锁基因的活性水平则低于正常值，此雄性突变体在幼虫晚期和蛹早期死亡。这些结果表明剂量补偿是通过一个提高雄性X-连锁基因的活性的正调控过程来完成的。在雌性中，X:A之比为1，Sxl基因被激活，从而msls处于非活性状态，X-连锁基因以基础水平转录；而在雄性中，因缺乏有功能的SXL蛋白，msls基因被激活，使X染色体高水平转录。
Msls基因通过促进雄性X-连锁基因的转录率来提高基因的表达量，其调控发生在转录
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水平。那么，msls又是如何调控雄性X-连锁基因的转录效率呢？当X-连锁基因易位到常染色体上，可依旧保持高转录活性，而且估计在这些基因的5’端和3’端存在着一些正调控区；而当常染色体基因易位到X染色体上，其结果不确定，有的基因仍保持原有活性，没表现出剂量补偿，有的基因却显示了存在一定的剂量补偿作用，可能是因为正好易位到X染色体上基因的正调控因子的作用之下。可见，这种转录调控作用是基因自身的特性而非X染色体的环境效应。可能每一个X-连锁基因除了含有调控自身表达时空顺序外，还有着它自己的剂量补偿调节序列。在雄性中，msls能激活这些序列而形成高水平转录，从而平衡雌雄两性的X-连锁基因产物的数量。研究发现所有msls的基因产物广泛结合在X染色体相同的位置上，表明它们可能一起通过识别剂量补偿调控序列，调节X-连锁基因的表达。在雄性中，被促进转录的X染色体可看到比雌性更膨松的结构，意味着多聚酶分子更容易进入，从而使它积聚了更高密度的RNA多聚酶分子及与X-连锁基因转录单元相关的其他转录调控因子，任何一个常染色体顺序若正好被易位到这样一个微环境中，就有可能获得增强的转录效率。
第三节 线虫的性别决定
线虫C.elegens通常有两种性别表型：雌雄同体和雄性。大多数个体为雌雄同体，同时具有精巢和卵巢，在幼虫期，产生精子并储存在生殖道中。而成虫产生卵子，当卵子进入子宫时就被储存的精子所受精。线虫的自体受精则产生更多的雌雄同体个体，仅有0.2%的后代为雄性。雄性个体能同雌雄同体个体交配，因其产生的精子比雌雄同体产生的内源性精子更具竞争力，这样交配产生的后代有高达50％的雄性个体（Hodgkin, 1985）。
在C.elegens中，XX为雌雄同体，XO为雄性。与果蝇中一样，性别由X染色体和常染色体的比值所决定。在C.elegens的相近种中，存在XX雌性个体，表明雌雄同体由雌性进化而来。雌性个体与雌雄同体线虫在体细胞水平上是相同的，唯一的区别在于雌雄同体线虫在其发育早期（在产生卵子之前）产生精子。在C.elegens中，甚至存在显性突变tra-1D，使XX或XO个体发育成不育的雌性。与果蝇类似，C.elegens的性别决定也涉及几个对X:A比例信号有反应的常染色体基因。调控线虫性别决定的大部分基因已被克隆，但其相互控制关系尚未明确。整合协调分子和分母因素的基因是XO-致死基因（xol-l），是线虫性别决定调控体系起始基因。在原肠胚期，高水平的XOL-l启动雄性发育，低水平则导致间性发育。XOL-l似乎通过抑制sdc基因1、2、3（性别决定控制和剂量补偿基因族，激活雌雄同体发育途径的基因）的活性来完成其功能。在X染色体上的一个区域可能含有计数元件，该区域两个拷贝则XO致死，一个拷贝则XX间性且发育不正常（Akerib,1994）。这显然是由于剂量补偿紊乱，而且这种效应作用于xol-1的上游。
C.elegens性别决定途径是通过发现雌雄同体所必需的基因（tra）和雄性表型表达所必需的基因（her和fem）的突变来发现的。通过生成携带不同突变组合的基因型，Hodgkin等（1980）构建了一个性别发育途径模型（图20-6）。
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XX 1.0 低 高 低 高 低 高 X:A 比率 xol-1 sdc-1 sdc-2 sdc-3 tra-2 tra-3 fem-1 fem-2 fem-3 雌雄同体
her1 tra-1 雄性
XO 0.5 高 低 高 低 高 低 图20-6 C.elegens体细胞性别决定图解
假定sdc-1基因涉及X：A比例信号的转换。若X：A为1，sdc基因抑制her-1基因的表达，并调控剂量补偿.高/低的标记反映了功能性基因的活性。Sdc基因的活性最终导致了tra-1基因的活性，促进雌雄同体表型的表达。在XO雄性中，xol-1被激活，并抑制scd的活性。（仿Hodgkin,1985;Miller et al,1988）
但是，这个线性遗传途径是如何对应于实际的细胞学事件的呢？her-1位于sdc下游，其启动子上有一个受sdc负调节的位点。Her-1编码一个分泌蛋白（HER-1），其下游基因是tra-2，编码一个具有多个穿膜域的整合膜蛋白。HER-1可能是TRA-2的配体，这可以解释线虫性别决定的非自主性。下游的fem基因位于tra-2和tra-1之间，可能具有把信号从tra-2（细胞膜）传递到tra-1（细胞核）的功能。Tra-1似乎是性别决定途径中最关键的基因。若tra-1基因有活性，则该个体为雌雄同体；若无活性，则发育成雄性。而其他基因似乎是调节这唯一的开关基因的。Tra-1按细胞自主的方式作用，因此可能是信号接收器的一部分。Tra-1的核苷酸顺序表明它编码一锌指转录因子。TRA-1蛋白有两种：一种含有五个锌指，一种只有起始两个锌指的截短蛋白（Zarkower et al.,1992）。在体外实验中只有大蛋白能与DNA结合，可能是通过它调节更下游的基因。小蛋白是抑制TRA-1的滴定因子，作用位点是TRA-1 N-端有一小段氨基酸链（de Bon M et al., 1995）， FEM作用于此处从而抑制tra-1的。Kuwabara和Kimble（1992）最近提出了一个综合了性别决定的细胞生物学和遗传途径的模型。认为HER-1蛋白通过抑制TRA-2来促进XO个体向雄性发育。根据这个假定的模型，FEM蛋白结合在一起产生一个大的FEM蛋白复合体，并与TRA-2膜蛋白结合。在XX个体中，FEM蛋白复合体结合在膜上，从而TRA-1蛋白进入核内；在XO个体中，HER-1蛋白与TRA-2蛋白的胞外区结合，使TRA-2蛋白释放FEM蛋白复合体。而FEM复合体在胞质一旦呈游离状态，就与TRA-1蛋白（一假定的转录因子）结合并阻止其进入核内，从而不能激活雌雄同体特异基因（图20-7）。
Tra-1的下游功能还不明确。可能Lin-32是它的一个靶基因。Lin-32是线虫交配器上起外周感觉作用的鳍刺发生所需要的基因之一。Lin-32启动子区有一个潜在的TRA-1结合位点。lin-32的异位表达超越了级联的控制，导致间性体异位形成鳍刺前体，提示lin-32位于tra-1下游。
华丽新小杆线虫的剂量补偿机制是降低XX间性个体X-连锁基因的表达水平。共有dpy-21、26、27、28、30五个基因参与剂量补偿。在XX个体中，sdc基因激活剂量补偿。可能是DPY-27蛋白改变X染色体的高级结构（Chuang et al., 1994），而它与X染色体的结合需要野生型sdc-2、sdc-3和dpy-30的参与。Sdc-2仅在间性体中表达，所以SDC-2蛋白可
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能是使DPY-27与X染色体结合的性别特异因子。SDC-3蛋白含有一对锌指结构，也与X染色体结合。
XX雌雄同体 TRA-2
XO雄性 TRA-2 HER-1
FEM TRA-1 细胞质
FEM TRA-1
细胞核 图20-7 假设的C.elegens性别决定基因相互作用简图
在XX个体中，FEM蛋白复合体因与TRA－2蛋白结合而退隐至细胞膜处，而由于胞质中缺乏FEM 复合体，TRA-1蛋白进入核内，从而转录雌雄同体发育所需的基因。在XO个体中，HER-1蛋白与使TRA-2释放FEM复合体，游离的FEM复合体与TRA-1蛋白结合，阻止其进入核内。
TRA－2结合，
第四节 鱼类的雌雄同体和性逆转
一、雌雄同体和性逆转
既然在蠕虫和昆虫中雌雄同体都不常见，在脊椎动物中就更罕见了。在鸟类和哺乳类，雌雄同体是病态的且不育。脊椎动物中大多数雌雄同体动物存在于鱼类，并分为三种类型。一种为雌雄同熟，一种为雌性先熟，一种为雄性先熟。
在鱼类中还存在着性逆转现象。识别性逆转的最有力的手段是直接观察已确定的个体，如起始为雄性，后来转变为产卵的雌性。当雌雄个体在外部形态和颜色上有明显差异时，就提供了性逆转的可信的证据。另一个用于鉴别性逆转的手段是通过对确定性别的个体进行系统的活组织检查。例如精巢中存在卵巢腔是性逆转的有力证据。在实验室中常利用社会系统改变导致性逆转的研究方法来判断一个种类的性逆转，或分析引起性逆转的社会原因，如许多珊瑚礁鱼类可在实验室中建立雌:雄为1:1（单配组）体系和多配组体系（Shapiro,1980）。
早在40多年前，就有了个体大小决定性逆转的说法，且今天仍有人坚持（Jones,1980;
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