Sexual Dimorphism through the Lens of Genome Manipulation, Forward Genetics, and Spatiotemporal Sequencing.
Sexual Dimorphism through the Lens of Genome Manipulation, Forward Genetics, and Spatiotemporal Sequencing.
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DOI：
10.1093/gbe/evaa243
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发表时间：
2021-02-03
影响因子：
3.3
通讯作者：
Stevenson ZC
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kasimatis KR;Sánchez-Ramírez S;Stevenson ZC
有性生殖往往导致选择倾向于性别限制特征的进化或性别特异性的共同特征变异。这些两性二态现象是由于发育过程中性别特异性的遗传结构和性别偏倚的基因表达而表现出来的，然而这些模式背后的分子机制在很大程度上是未知的。第一步是了解性别二态性是如何在基因型-表型-适合度图谱中出现的。“4D基因组技术”的出现使得对这一过程进行高效、高通量和成本效益的操作和观察成为可能。将这些技术进步（如精确基因组编辑、可诱导转基因系统和单细胞RNA测序）与受经典设计启发的聪明实验（如批量分离分析、实验进化和谱系追踪）相结合，将有利于两性二态现象的研究。这一观点提出了一个综合的观点，即如何利用尖端的观察方法和进化理论，以前所未有的分辨率揭示两性二态现象的分子遗传基础。我们概述了假设驱动的实验范式，以确定组织间，跨发育和进化时间的两性二态性的遗传机制。
Sexual reproduction often leads to selection that favors the evolution of sex-limited traits or sex-specific variation for shared traits. These sexual dimorphisms manifest due to sex-specific genetic architectures and sex-biased gene expression across development, yet the molecular mechanisms underlying these patterns are largely unknown. The first step is to understand how sexual dimorphisms arise across the genotype–phenotype–fitness map. The emergence of “4D genome technologies” allows for efficient, high-throughput, and cost-effective manipulation and observations of this process. Studies of sexual dimorphism will benefit from combining these technological advances (e.g., precision genome editing, inducible transgenic systems, and single-cell RNA sequencing) with clever experiments inspired by classic designs (e.g., bulked segregant analysis, experimental evolution, and pedigree tracing). This perspective poses a synthetic view of how manipulative approaches coupled with cutting-edge observational methods and evolutionary theory are poised to uncover the molecular genetic basis of sexual dimorphism with unprecedented resolution. We outline hypothesis-driven experimental paradigms for identifying genetic mechanisms of sexual dimorphism among tissues, across development, and over evolutionary time.
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