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探討性激素調控雞隻羽毛性別兩形性的角色

為了解決848 EVO的問題，作者王彥晴 這樣論述：

生物的表皮系統具有高度的分化與再生能力。喙、鱗、爪、羽毛和腺體等表皮衍生物都可在鳥類身上發現。藉由鳥類作為模式動物，我們得以了解剖析其複雜之機制與途徑。而其中鳥類最為突出的表皮構造非羽毛莫屬。除功能性的構造外，鳥類的羽毛裝飾在繁殖與性擇上佔有重要地位。許多研究發現鳥類羽毛的性別兩形性會出現性反轉的現象。在環境與年紀等外源或內在的分子影響下，多種鳥類羽毛毛囊皆能發育出另個性別之特徵。許多研究指出在雞形目此種較原始型態的鳥種上，雌激素可能扮演重要的調控角色。以家雞作為材料，我們希望了解雌激素在羽毛調控上的影響。這些研究不僅能探究鳥類羽毛演化歷史與多樣性，在表皮系統上的發育與調控上也能有進一步的成

果。在我們先前的實驗中觀察到雌性激素會明顯影響紅羽與黑羽土雞鞍部 (saddle) 羽毛表型。在雌性激素低的環境下 (閹雞和公雞)，羽毛前端為尖頭白邊模樣；但給予雌性激素後 (雌激素處理閹割公雞、母雞)，其羽毛前端會發育成全黑圓弧狀。故本篇研究我們以黑羽土雞作為材料，用次世代定序技術嘗試闡明雌激素在黑色素與羽毛發育相關分子間的調控關係。結果顯示高雌激素水平之組別在Melanogenesis途徑上為活化黑色素形成，而WNT途徑則是被抑制的，此結果符合我們觀察到的雌性羽性狀。我們交集了雌激素調控基因群 (Estrogen-regulated genes, ERGs) 並以生物資訊軟體掃描候選基因前

後5000個鹼基，查看是否有可能之motif sequences，再以蛋白網絡關聯分析軟體探討其與性激素之關聯性。最後獲得了8個受雌激素受體正向調控基因與1個負向調控基因。qPCR結果顯示在對照組母雞對閹割母雞中FGG與KITLG表現有顯著差異；雌激素處理閹割公雞對閹割公雞組別中APOD、EEF1A2、FGG和SRD5A2表現有顯著差異。在關聯性統計也顯示雌激素與候選基因大多有顯著相關。在Assay for Transposase-Accessible Chromatin using sequencing, ATAC-seq分析雌激素處理閹割公雞、雄激素處理閹割公雞和閹割公雞組別中呈現的特異性

peak位點提供了性激素調控候選基因的資訊。藉此我們辨識了黑色素相關基因KITLG、OCA2為雌激素受體特異性調控基因；參與WNT pathway之WIF1受雌雄激素共同調控，而WNT11則可能是具有非典型之EREs之雌激素受體目標基因。本研究提供該技術在羽毛組織樣本上的製備條件測試。另外本研究也提供數支雌激素受體抗體供後續實驗使用。