Drak vousatý (Pogona vitticeps), který pochází ze suchých krajin Austrálie, je fascinujícím druhem. Má genetické určení pohlaví, ale když je inkubován při vysokých teplotách, genetické samčí pohlaví se obrátí a vyvine se jako samice. Kredit: Whiteley SL a kol., 2021, PLOS Genetics
Embrya vousatých draků se stávají ženami buď prostřednictvím pohlavních chromozomů, nebo vysokými teplotami.
Starověké buněčné procesy jsou pravděpodobně zapojeny do teplotně závislých sexuálních zvratů.
Embrya vousatých draků mohou používat dvě různé sady genů, aby se stala samicí ještěrky – jedna aktivovaná pohlavními chromozomy a druhá aktivovaná vysokými teplotami během vývoje. Sarah Whiteley a Arthur Georges z University of Canberra zveřejnili tato nová zjištění 15. dubna 2021 v časopise PLOS Genetics.
U mnoha plazů a ryb závisí pohlaví vyvíjejícího se embrya na teplotě okolního prostředí. Tento jev, nazývaný teplotně závislé určování pohlaví, byl objeven v 1960. letech XNUMX. století, ale molekulární detaily toho, jak k němu dochází, vědcům navzdory půlstoletí intenzivního výzkumu unikaly. Výzkumníci zkoumali biochemické cesty potřebné k vytvoření samice v nové studii studiem tohoto jevu u vousatých draků. Samci vousatých draků mají pohlavní chromozomy ZZ, zatímco samice mají pohlavní chromozomy ZW. Horké teploty však mohou potlačit pohlavní chromozomy ZZ, což způsobí, že se samec ještěrky vyvine jako samice.
Whiteley a Georges porovnávali, které geny byly během vývoje zapnuty u vousatých draků s chromozomy ZW ve srovnání se zvířaty ZZ vystavenými vysokým teplotám. Zjistili, že zpočátku jsou u těchto dvou typů samic aktivní různé sady vývojových genů, ale nakonec se cesty sbíhají a vytvářejí vaječníky. Zjištění podporují nedávný výzkum navrhující, že starodávné signalizační procesy uvnitř buňky pomáhají převádět vysoké teploty na změnu pohlaví.
Nová studie je první, která ukazuje, že existují dva způsoby, jak vytvořit vaječník u vousatého draka, a přibližuje nás k pochopení toho, jak teplota určuje pohlaví. Studie také identifikuje několik kandidátních genů potenciálně zapojených do určování pohlaví závislého na teplotě. Tato zjištění pokládají základ pro budoucí experimenty, které mají objasnit roli každého genu při snímání teploty a řízení sexuálního vývoje.
Whiteley dodává: „Nejvíc vzrušující složkou této práce je objev, že mechanismus zahrnuje všudypřítomné a vysoce konzervované buněčné procesy, signální dráhy a epigenetické procesy modifikace chromatinu. Tyto nové poznatky nás přibližují k pochopení toho, jak teplota určuje sex, takže je velmi vzrušující čas být v biologii.“
Odkaz: „Dvě transkripčně odlišné dráhy řídí vývoj samic u plazů s genetickým i teplotně závislým určením pohlaví“ od Sarah L. Whiteley, Clare E. Holleley, Susan Wagner, James Blackburn, Ira W. Deveson, Jennifer A. Marshall Graves a Arthur Georges, 15. dubna 2021, PLOS Genetics.
DOI: 10.1371/journal.pgen.1009465
Financování: Tato práce byla podpořena grantem Discovery od Australské výzkumné rady (DP170101147) uděleným AG (vedoucí), CEH a JMG. SLW byla podpořena postgraduální cenou CSIRO Research Plus, postgraduálními stipendii a stipendiem pro výzkum. Investoři nehráli žádnou roli v návrhu studie, sběru a analýze dat, rozhodování o publikaci nebo přípravě rukopisu.
