鳥の一次性決定はDMRT1の投与量に依存しますが、ゴナダルのセックスは成人の二次セックスの特性を決定しません

鳥では、男性は均質性別（ZZ）であり、女性はヘテロ誘発性セックス（ZW）です。主要な性決定は、性染色体遺伝子投与メカニズムに依存すると考えられており、最も可能性の高い性決定因子は、Z染色体二重セックスおよびMAB-3関連転写因子1（DMRT1）です。この問題を明確にするために、CRISPR-CAS9ベースのモノアレンターゲティングアプローチと滅菌サロゲートホストを使用して、DMRT1遺伝子に標的変異を持つ鳥を生成しました。結果として得られる染色体雄（ZZ）鶏肉は、鳥類の性決定メカニズムがDMRT1投与量に基づいていることを示す、dmrt1の単一の機能的コピーをテストの代わりに発達させた卵巣を発症しました。これらのZZ卵巣は、典型的な雌マーカーを発現し、濾胞発達の明確な証拠を示しました。しかし、精巣の代わりに卵巣を持つこれらのZZ成体鳥は、野生型の成体男性にとって見た目が区別できず、鳥の細胞自律性の性同一性（CASI）の概念を支持していました。コントロールZW胚でエストロゲン合成がブロックされた実験では、結果として得られる生殖腺が精巣として発達しました。対照的に、DMRT1を欠いているZW胚でエストロゲン合成がブロックされた場合、生殖腺は卵巣の運命を不変に採用しました。私たちの分析は、DMRT1が鳥の重要な性決定スイッチであり、精巣の発達に不可欠であることを示していますが、エストロゲンの生産も鶏の主要な性決定の重要な要因であり、この生産はDMRT1発現に関連していることが示されています。

In birds, males are the homogametic sex (ZZ) and females the heterogametic sex (ZW). Primary sex determination is thought to depend on a sex chromosome gene dosage mechanism, and the most likely sex determinant is the Z chromosome gene Doublesex and Mab-3-Related Transcription factor 1 (DMRT1). To clarify this issue, we used a CRISPR-Cas9-based monoallelic targeting approach and sterile surrogate hosts to generate birds with targeted mutations in the DMRT1 gene. The resulting chromosomally male (ZZ) chicken with a single functional copy of DMRT1 developed ovaries in place of testes, demonstrating the avian sex-determining mechanism is based on DMRT1 dosage. These ZZ ovaries expressed typical female markers and showed clear evidence of follicular development. However, these ZZ adult birds with an ovary in place of testes were indistinguishable in appearance to wild-type adult males, supporting the concept of cell-autonomous sex identity (CASI) in birds. In experiments where estrogen synthesis was blocked in control ZW embryos, the resulting gonads developed as testes. In contrast, if estrogen synthesis was blocked in ZW embryos that lacked DMRT1, the gonads invariably adopted an ovarian fate. Our analysis shows that DMRT1 is the key sex determination switch in birds and that it is essential for testis development, but that production of estrogen is also a key factor in primary sex determination in chickens, and that this production is linked to DMRT1 expression.