SOX9 und XY-Geschlechtsumkehr
Final Report Abstract
Das SOX9-Gen spielt eine entscheidende Rolle für die Geschlechtsbestimmung beim Menschen. SOX9 wird durch das auf dem Y-Chromosom liegende testisdeterminierende Gen SRY angeschaltet und lenkt die Entwicklung der bei beiden Geschlechtern angelegten Gonadenanlage beim männlichen Embryo in Richtung Testis (Hoden). Mutationen im SOX9-Gen führen zu einem Skelettmißbildungssyndrom und gleichzeitig zu XY-Geschlechtsumkehr, d.h. es kommt trotz Vorliegen eines männlichen Chromosomensatzes zur Geburt eines Mädchens mit Ovar statt Testis. Das Vorhaben verfolgte zwei Ziele. Zum einen sollte das regulatorische Element (Enhancer) identifiziert werden, über das SRY das SOX9-Gen beim Menschen anschaltet. Wir konnten bei vier Personen mit XY-Geschlechtsumkehr größere, überlappende Deletionen identifizieren, die ein gemeinsames Deletionsintervall von 32,5 kb definieren, das ca. 600 kb vor dem SOX9-Gen liegt. In diesem Intervall muß ein Testis-spezifischer Enhancer liegen, da die Deletionen nur zu XY-Geschlechtsumkehr ohne Skelettfehlbildung führen. Zur identifizierung des vermuteten Enhancers wurden Teilbereiche der 32,5 kb- Region, die zusammen die ganze Region abdecken, einzeln vor ein Promotor-Reportergen kloniert, und es wurde nach Expression des Reportergens in frühen Stadien der Testisentwicklung transgener Mausmännchen gesucht. Es konnte jedoch in diesem funktionellen Assay kein Testis-Enhancer identifiziert werden, möglicherwiese weil die humanen Sequenzen nicht in der Maus funktionieren. Die Definition der 32,5 kb-Region stellt dennoch einen wesentlichen Fortschritt dar, da erstmals auf diese für das Anschalten von SOX9 im Testis relevante Region hingewiesen wird. Kürzlich war gezeigt worden, daß das Ausschalten des ovarspezifischen Gens Foxl2 im adulten Ovar der Maus die Umwandlung (Transdifferenzierung) von Ovar- in Hodengewebe zur Folge hat, das Programm „Testis“ also permanent unterdrückt werden muß. Ziel des zweiten Teils des Vorhabens war daher, Sox9, gleichzeitig mit Sox8, im adulten Hoden der Maus zu inaktivieren, um zu sehen, ob dies zur Transdifferenzierung von Hoden- in Ovargewebe führt, das Programm „Ovar“ somit ebenfalls permanent unterdrückt werden muß. Es müssen beide Sox-Gene ausgeschaltet werden, da Inaktivierung von Sox8 und Sox9 alleine lediglich zu Sterilität im adulten Hoden führt. Es gelang uns, einen Sox9,Sox8-Doppelknockout im adulten Testis zu erzeugen. Die mutanten Hoden zeigten eine stark degenerierte Hodenstruktur, Ausfall der Spermatogenese und Expression des Ovarmarkers Foxl2. Für diese Transdifferenzierung von Hoden- in Ovargewebe mußten alle 4 Sox-Allele inaktiviert werden. Dies ist der erste Nachweis dafür, daß Sox9 gemeinsam mit Sox8 das Ovarprogramm im adulten Hoden permanent „im Zaum halten“ muß.
