Originaire des paysages arides d'Australie, le dragon barbu central (Pogona vitticeps) est une espèce fascinante. Il a une détermination génétique du sexe, mais lorsqu'il est incubé à des températures élevées, le sexe génétique des mâles s'inverse et se développe en tant que femelles. Crédit : Whiteley SL et al., 2021, PLOS Genetics
Les embryons de dragon barbu deviennent des femelles soit par des chromosomes sexuels, soit par des températures élevées.
Les processus cellulaires anciens sont probablement impliqués dans les inversions sexuelles dépendant de la température.
Les embryons de dragon barbu peuvent utiliser deux ensembles de gènes différents pour devenir un lézard femelle - l'un activé par les chromosomes sexuels et l'autre activé par des températures élevées pendant le développement. Sarah Whiteley et Arthur Georges de l'Université de Canberra ont publié ces nouvelles découvertes le 15 avril 2021 dans la revue PLoS Genetics.
Chez de nombreux reptiles et poissons, le sexe d'un embryon en développement dépend de la température du milieu environnant. Ce phénomène, appelé détermination du sexe en fonction de la température, a été découvert dans les années 1960, mais les détails moléculaires de son déroulement ont échappé aux scientifiques malgré un demi-siècle de recherches intensives. Les chercheurs ont étudié les voies biochimiques nécessaires pour faire une femelle dans la nouvelle étude en étudiant ce phénomène chez les dragons barbus. Les dragons barbus mâles ont des chromosomes sexuels ZZ, tandis que les femelles ont des chromosomes sexuels ZW. Cependant, les températures chaudes peuvent remplacer les chromosomes sexuels ZZ, provoquant le développement d'un lézard mâle en tant que femelle.
Whiteley et Georges ont comparé les gènes activés au cours du développement chez les dragons barbus avec des chromosomes ZW par rapport aux animaux ZZ exposés à des températures élevées. Ils ont découvert qu'au départ, différents ensembles de gènes de développement sont actifs chez les deux types de femelles, mais qu'en fin de compte, les voies convergent pour produire des ovaires. Les résultats soutiennent des recherches récentes proposant que les anciens processus de signalisation à l'intérieur de la cellule aident à traduire les températures élevées en une inversion sexuelle.
La nouvelle étude est la première à montrer qu'il existe deux façons de produire un ovaire chez le dragon barbu et nous rapproche de la compréhension de la façon dont la température détermine le sexe. L'étude identifie également plusieurs gènes candidats potentiellement impliqués dans la détermination du sexe en fonction de la température. Ces découvertes jettent les bases d'expériences futures pour démêler le rôle de chaque gène dans la détection de la température et la direction du développement sexuel.
Whiteley ajoute : « L'élément le plus passionnant de ce travail est la découverte que le mécanisme implique des processus cellulaires omniprésents et hautement conservés, des voies de signalisation et des processus épigénétiques de modification de la chromatine. Ces nouvelles connaissances nous rapprochent de la compréhension de la façon dont la température détermine le sexe, c'est donc une période très excitante pour être en biologie.
Référence : "Deux voies transcriptionnelles distinctes conduisent le développement de la femelle chez un reptile avec une détermination du sexe à la fois génétique et dépendante de la température" par Sarah L. Whiteley, Clare E. Holleley, Susan Wagner, James Blackburn, Ira W. Deveson, Jennifer A. Marshall Graves et Arthur Georges, le 15 avril 2021, PLoS Genetics.
DOI : 10.1371/journal.pgen.1009465
Financement : Ce travail a été soutenu par une subvention à la découverte du Conseil australien de la recherche (DP170101147) attribuée à AG (chef de file), CEH et JMG. SLW a été soutenu par une bourse d'études supérieures CSIRO Research Plus, des bourses d'études supérieures et une bourse de formation à la recherche. Les bailleurs de fonds n'ont joué aucun rôle dans la conception de l'étude, la collecte et l'analyse des données, la décision de publier ou la préparation du manuscrit.
