11月14日，我校葛楚天教授团队在Science Advances期刊上发表题为“RNA-binding protein RBM20 regulates turtle temperature-dependent sex determination by repressing the splicing of Wt1 KTS”的研究论文，揭示了一个RNA结合蛋白RBM20调控红耳龟性别决定的分子机制。浙江万里学院为第一单位，孙伟和杨洪哲为论文共同第一作者，葛楚天、王宗吉为共同通讯作者。该是学校继2018年、2020年两次刊登Science正刊后在动物性别决定领域的第三篇重要研究成果。
RNA选择性剪接（alternative splicing, AS），是真核生物基因表达调控的关键机制——pre-mRNA通过不同剪接方式产生多样化mRNA，从而显著增加蛋白质组多样性，在组织发育和器官形成中发挥重要调控作用。性别决定是动物胚胎发育早期的关键生物学事件，决定具有双向分化潜能的性腺向精巢还是卵巢发育。经典理论认为，昆虫等低等动物的性别决定是由同一基因的不同剪接方式控制，而脊椎动物的性别则是由不同基因的差异表达来调控。然而，在脊椎动物胚胎性腺中，众多关联性研究发现了大量呈现性别二态性的RNA剪接事件，强烈提示AS调控机制同样参与脊椎动物性别决定，但缺乏直接证据。
针对上述问题，研究团队以温度依赖型性别决定（Temperature-dependent sex determination, TSD）动物红耳龟（26℃产生全雄子代，32℃产生全雌子代）为研究对象，发现了RNA剪接因子RBM20在整个性别决定时期的产雄温度（Male-producing temperature, MPT）性腺中高表达；在MPT下，敲低Rbm20会导致雄性向雌性性逆转，而在FPT（Female-producing temperature, 产雌温度）下，过表达Rbm20则会诱导雄性发育；RBM20蛋白能够直接与Wt1转录本结合，调控Wt1两种剪接亚型（+KTS和−KTS）的相对表达丰度——敲低Rbm20，会导致+KTS降低、−KTS增加，而过表达Rbm20，+KTS/−KTS比例升高；Wt1 +KTS对于红耳龟雄性发育的启动是必需且充分的。基于以上发现，提出了RBM20调控红耳龟TSD的工作模型：在MPT下，RBM20高表达，抑制Wt1 KTS剪接，使+KTS转录本被更多的保留，最终启动雄性发育。相反，在FPT下，RBM20低表达，使得其他剪接因子能够识别并剪切KTS，+KTS水平降低，最终促进卵巢分化。该研究为RNA选择性剪接在脊椎动物性别决定中的调控作用提供了首个直接遗传证据，有助于我们更深入地理解动物性别决定过程中的剪接调控机制及其演化意义。
