신경 쓰이는 잡다한 이야기

암수의 성행동 형성 및 유지에 관여하는 Dmnt 효소

원문: Female Brain Maintained by Methylation - The Scientist, 3/30/2015

암수의 성적 행동이 어떻게 구분되는가에 대한 연구를 소개하고자 한다. 뇌의 시각전구역preoptic area (POA) 부분에 수컷의 성적 행동에 관련된 유전자가 메틸화methylation 에 의해 억제되면 암컷의 성적 행동을 유발한다는 이야기. 2015년 3월 30일자 Nature Neuroscience 에 실린 내용을 The Scientist 지에서 리뷰한 기사다.

설치류의 경우 뇌의 암수 차이가 태아 발생 끝무렵부터 생후 1주일까지의 기간 동안 형성되는데, 수컷의 경우 정소의 남성 호르몬이 남성성 형성을 주도한다. 반면 암컷의 경우는 난소의 여성 호르몬 분비 없이도 여성성 형성이 이루어지기에 호르몬의 영향 없이 여성성이 디폴트인 것으로 알려져 왔으나, 그 "디폴트"의 뇌형성 과정이 어떻게 이루어지는지에 대해서는 밝혀진 바가 별로 없다고 한다.

이 논문에서 이야기하는 것은, 남성 호르몬이 없을 경우 뇌는 디폴트로 여성화feminization가 이루어지지만 발생 과정에서 DNA 메틸화DNA methylation에 의해 그 여성화가 "유지"되어야 한다는 것이다.

구체적인 결과로 말하자면, 암컷 rat에게 남성 호르몬을 투여하여 성행동을 변화시키는 것은 출생 후 대략 1주일까지의 "민감성 기간sensitive period" 동안만 효과적인 반면 DNA methyltransferase (Dmnt) 길항제inhibitor 에 의한 성행동의 변화는 그 시기 이후의 경우에도 암컷에게 수컷의 성행동을 유발시킨다.

전체 지놈 RNA 시퀀싱whole-genome RNA-seq 결과로도, 단지 RNA 발현량의 차이 이외에도 암컷 및 수컷에 각각 특정적인 접합 변형splice variant들, 그리고 촉진인자 사용promoter usage 등에서 성별 차이가 크다는 것을 보여주고 있다. 즉, 단지 유전자 발현량의 차이 뿐 아니라 이후의 전사 후 수정post-transcriptional modification 수준에서 성별차이가 커지는 것이다.

"In summary, the proximate mechanism by which females maintain control over neural gene expression clearly involves differential DNA methylation, both for preventing masculinization and allowing feminization, ultimately enabling the development of sex differences in the brain."

논문:
Nugent, B. M. et al. Brain feminization requires active repression of masculinization via DNA methylation. Nat Neurosci 18, 690-697 (2015).