The regulation and evolution of a genetic switch controlling sexually dimorphic traits in Drosophila.
The regulation and evolution of a genetic switch controlling sexually dimorphic traits in Drosophila.
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DOI：
10.1016/j.cell.2008.06.052
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发表时间：
2008-08-22
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Carroll, Sean B.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Williams, Thomas M.;Selegue, Jane E.;Werner, Thomas;Gompel, Nicolas;Kopp, Artyom;Carroll, Sean B.
性二态性状在动物进化和行为中起着关键作用。然而，人们对它们的发展和演变机制知之甚少。一个最近进化的二态性特征是黑腹果蝇的雄性特有的腹部色素沉着，这在雌性中被Bric-à-brac（Bab）蛋白抑制。为了了解这种特性的调节和起源，我们已经确定并追踪了控制二态bab表达的遗传开关的进化。我们发现HOX蛋白Abdominal-B（ABD-B）和性别特异性的Doublinex（DSX）亚型直接调节bab顺式调节元件（CRE）。在雌性中，ABD-B和DSXF激活bab表达，而在雄性中DSXM直接抑制bab，这允许色素沉着。一个新的域的二态bab表达进化通过多个精细尺度的变化，在此CRE，其祖先的作用是调节其他二态特征。这些发现揭示了新的二形性状是如何从调节先前存在的二形性状的遗传网络中产生的。
Sexually dimorphic traits play key roles in animal evolution and behavior. Little is known, however, about the mechanisms governing their development and evolution. One recently evolved dimorphic trait is the male-specific abdominal pigmentation of Drosophila melanogaster, which is repressed in females by the Bric-à-brac (Bab) proteins. To understand the regulation and origin of this trait, we have identified and traced the evolution of the genetic switch controlling dimorphic bab expression. We show that the HOX protein Abdominal-B (ABD-B) and the sex-specific isoforms of Doublesex (DSX) directly regulate a bab cis-regulatory element (CRE). In females, ABD-B and DSXF activate bab expression whereas in males DSXM directly represses bab, which allows for pigmentation. A new domain of dimorphic bab expression evolved through multiple fine-scale changes within this CRE, whose ancestral role was to regulate other dimorphic features. These findings reveal how new dimorphic characters can emerge from genetic networks regulating pre-existing dimorphic traits.
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