蛋白质通过掷骰子来决定蜜蜂性别
迄今为止，尚不清楚蜜蜂的性别是如何决定的。杜塞尔多夫海因里希海涅大学 (HHU) 的一个由生物学家和化学家组成的研究小组现已确定了一个关键基因以及与其相关的分子机制。在最新一期的科学杂志《科学进展》中，他们描述了这个过程与涉及两个骰子的游戏有何相似之处。
生物的性别对其形态、功能和行为具有重大影响。生物体的生物性别通常在其生命之初就已确定。例如，在人类中，决定性别的“Y染色体”的存在决定了是否会出生男性。
早在 1845 年，西里西亚牧师 Johann Dzierzon 就已经研究过蜜蜂 ( Apis mellifera )的性别决定机制。除此之外，他还发现了雄蜂的无性繁殖——“雄蜂”。
与人类不同，蜜蜂并不只有一条决定性别的染色体。HHU 进化遗传学研究所的 Martin Beye 教授领导的研究小组现已确定，性别是由单个基因(称为“Csd”)通过一种特殊机制决定的。
该基因可以有 100 多种变异，即所谓的等位基因。在其他情况下，例如在花中，基因的各种等位基因可以决定花瓣颜色。
在有性受精的情况下，来自卵子和细胞的简单染色体组聚集在一起形成双(二倍体)染色体组。因此，现在每只受精蜜蜂中都存在两个 Csd 基因变体。
杜塞尔多夫蜜蜂研究人员的下一个发现是：当 Csd 基因的两个等位基因不同时，就会发育出雌性蜜蜂。相比之下，如果两条染色体上的基因等位基因相同，就会发育出雄性蜜蜂。然而，由于蜜蜂想要阻止这种情况以避免近亲繁殖，因此工蜂不会饲养这些卵。
问题仍然是这种性别决定如何在分子水平上发生。主要作者 Marianne Otte 博士：“这里有必要知道 Csd 基因的每个不同等位基因都会产生相关 Csd 蛋白的不同变体，所有这些都略有不同。我们能够证明，只有不同的 Csd 蛋白才能相互结合，从而激活决定“雌性蜜蜂”的分子开关。相比之下，如果蛋白质相同，它们的结合方式不同，并且开关不会被激活。在这种情况下，雄蜂会发育，但不会被饲养。”
《科学进展》研究的最后作者贝耶教授表示： “这类似于涉及两个骰子的分子游戏：然而，在这种情况下，产生双倍的投掷并不是赢家。相反，投掷必须产生两个不同的数字，才能饲养新的蜜蜂(雌性)。”
相比之下，雄蜂是由未受精的卵发育而来的。因此，这些雄性蜜蜂仅具有具有相同 Csd 蛋白的简单染色体组。蜂王决定在产卵过程中不向卵中添加。
Otte 博士：“通过追溯到 Csd 蛋白的开关功能，我们已经能够解开一个存在了 100 多年的遗传谜团。” Beye 教授对进一步的研究问题评论道：“工蜂用来识别受精卵是否含有两种不同的 Csd 蛋白并因此转变为&luo;雌性&ruo;的机制仍然未知。蜂巢内漆黑一片，肯定有嗅觉的线索。”
研究结果将用于推进蜜蜂育种措施。
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