Originario dei paesaggi aridi dell'Australia, il drago barbuto centrale (Pogona vitticeps) è una specie affascinante. Ha una determinazione genetica del sesso, ma quando incubato ad alte temperature, i maschi genetici invertono il sesso e si sviluppano come femmine. Credito: Whiteley SL et al., 2021, PLOS Genetics
Gli embrioni di drago barbuto diventano femmine attraverso i cromosomi sessuali o le temperature calde.
Gli antichi processi cellulari sono probabilmente coinvolti nelle inversioni sessuali dipendenti dalla temperatura.
Gli embrioni di drago barbuto possono utilizzare due diversi insiemi di geni per diventare una lucertola femmina: uno attivato dai cromosomi sessuali e l'altro attivato dalle alte temperature durante lo sviluppo. Sarah Whiteley e Arthur Georges dell'Università di Canberra hanno pubblicato queste nuove scoperte il 15 aprile 2021 sulla rivista PLoS Genetics.
In molti rettili e pesci, il sesso di un embrione in via di sviluppo dipende dalla temperatura dell'ambiente circostante. Questo fenomeno, chiamato determinazione del sesso dipendente dalla temperatura, è stato scoperto negli anni '1960, ma i dettagli molecolari di come accade sono sfuggiti agli scienziati nonostante mezzo secolo di intense ricerche. I ricercatori hanno studiato i percorsi biochimici necessari per creare una femmina nel nuovo studio, studiando questo fenomeno nei draghi barbuti. I draghi barbuti maschi hanno cromosomi sessuali ZZ, mentre le femmine hanno cromosomi sessuali ZW. Tuttavia, le temperature calde possono prevalere sui cromosomi sessuali ZZ, causando lo sviluppo di una lucertola maschio come femmina.
Whiteley e Georges hanno confrontato quali geni sono stati attivati durante lo sviluppo nei draghi barbuti con cromosomi ZW rispetto agli animali ZZ esposti a temperature elevate. Hanno scoperto che inizialmente nei due tipi di femmine sono attivi diversi insiemi di geni dello sviluppo, ma che alla fine i percorsi convergono per produrre le ovaie. I risultati supportano una recente ricerca che propone che antichi processi di segnalazione all'interno della cellula aiutano a tradurre le alte temperature in un'inversione del sesso.
Il nuovo studio è il primo a dimostrare che ci sono due modi per produrre un'ovaia nel drago barbuto e avvicinarci alla comprensione di come la temperatura determini il sesso. Lo studio identifica anche diversi geni candidati potenzialmente coinvolti nella determinazione del sesso dipendente dalla temperatura. Questi risultati gettano le basi per esperimenti futuri per svelare il ruolo di ciascun gene nel rilevamento della temperatura e nella direzione dello sviluppo sessuale.
Whiteley aggiunge: “La componente più interessante di questo lavoro è la scoperta che il meccanismo coinvolge processi cellulari onnipresenti e altamente conservati, vie di segnalazione e processi epigenetici di modificazione della cromatina. Questa nuova conoscenza ci sta avvicinando alla comprensione di come la temperatura determini il sesso, quindi è un momento molto eccitante per essere in biologia".
Riferimento: "Due percorsi trascrizionalmente distinti guidano lo sviluppo femminile in un rettile con determinazione del sesso sia genetica che dipendente dalla temperatura" di Sarah L. Whiteley, Clare E. Holleley, Susan Wagner, James Blackburn, Ira W. Deveson, Jennifer A. Marshall Graves e Arthur Georges, 15 aprile 2021, PLoS Genetics.
DOI: 10.1371/journal.pgen.1009465
Finanziamento: questo lavoro è stato sostenuto da una sovvenzione alla scoperta dell'Australian Research Council (DP170101147) assegnata ad AG (responsabile), CEH e JMG. SLW è stato supportato da un premio post-laurea CSIRO Research Plus, borse di studio post-laurea e una borsa di studio per la formazione alla ricerca. I finanziatori non hanno avuto alcun ruolo nella progettazione dello studio, nella raccolta e analisi dei dati, nella decisione di pubblicare o nella preparazione del manoscritto.
