Ο Γενειοφόρος Δράκος αλλάζει φύλο λόγω της θερμοκρασίας

Αν και έχει δύο φυλετικά χρωμοσώματα, η εκκόλαψή του σε υψηλές θερμοκρασίες μπορεί να επισκιάσει το γονιδίωμα και δράκοι που θα γεννιούνταν αρσενικοί μετατρέπονται σε πλήρως λειτουργικούς θηλυκούς. 

Η θερμοκρασία προκαλεί αλλαγές σε επίπεδο RNA, το μόριο που μεσολαβεί ώστε ένα γονίδιο να εκφραστεί σε πρωτεΐνη. Και αυτές οι αλλαγές φαίνεται είναι ικανές να αλλάξουν και το φύλο. Μάλιστα, παρόμοιος μηχανισμός έχει βρεθεί σε αλιγάτορες και σε χελώνες.

Συγκεκριμένα:

• Όταν έμβρυα εκκολάπτονται σε θερμοκρασίες μικρότερες των 32° C οι δράκοι με 2 χρωμοσώματα Z γίνονται αρσενικοί, ενώ οι δράκοι με 1 Z και 1 W, γίνονται θηλυκοί.
• Αλλά αν εκκολαφθούν σε υψηλότερες των 32° C θερμοκρασίες, χρωμοσωμικά αρσενικοί δράκοι (ZZ), αναπτύσσονται και γεννιούνται ως θηλυκοί.

Οι επιστήμονες για να διαλευκάνουν το μηχανισμό συνέλεξαν RNA από τον εγκέφαλο, τα αναπαραγωγικά όργανα και άλλους ιστούς φυσιολογικών θηλυκών, φυσιολογικών αρσενικών και σεξουαλικώς ανεστραμμένων θηλυκών λόγω θερμοκρασίας, του γένους Pogona vitticeps.

Τα ανεστραμμένα θηλυκά ενεργοποιούσαν τη δραστηριότητα αρκετών γονιδίων, δύο από τα οποία το JARID2 και το JMJD3 ανήκουν στην οικογένεια γονιδίων Jumonji, που είναι γνωστό από άλλα ζώα ότι επηρεάζει τη διαφοροποίηση των φύλων.

Στα θηλαστικά, για παράδειγμα, όταν ένα γονίδιο της οικογένειας Jumonji αλληλεπιδρά με το γονίδιο SRY στο χρωμόσωμα Y, τότε ξεκινά η ανάπτυξη των όρχεων στα αρσενικά. Ένα άλλο γονίδιο της οικογένειας εμπλέκεται στην απενεργοποίηση του ενός από τα δύο χρωμοσώματα X στα θηλυκά, ώστε να μην εκφράζεται διπλή ποσότητα πρωτεϊνών από τα φυλετικά τους χρωμοσώματα.

Το RNA που παράγεται από τα γονίδια JARID2 και JMJD3, φυσιολογικά υπόκειται σε τροποποιήσεις κατά τη διαδικασία της ωρίμανσης και ορισμένα τμήματά του, τα εσώνια, αποκόπτονται. Όμως, στα ανεστραμμένα θηλυκά, βρέθηκε ότι ένα από τα τμήματα που φυσιολογικά αφαιρείται, δεν αποκόπτεται και μεταφράζεται κανονικά. 

Το τμήμα του RNA που παραμένει λειτουργεί σαν αναστολέας και εμποδίζει τη μετάφραση αυτών των δύο γονιδίων σε πρωτεΐνες. Δε έχει διευκρινιστεί ακόμη αν το διαφοροποιημένο RNA, εμποδίζει τελείως την παραγωγή της πρωτεΐνης ή αν επιτρέπει έστω ένα μικρότερο τμήμα της να μεταφραστεί. 

Συμπληρωματικά θα χρειαστεί να αναλυθεί η γονιδιακή δραστηριότητα σε εμβρυικό στάδιο κατά τον καθορισμό του φύλου, καθώς τώρα αναλύθηκαν ενήλικοι οργανισμοί. Ενώ οι ερευνητές θέλουν να μελετήσουν και τι επίδραση θα έχει η αφαίρεση των γονιδίων JARID2 και JMJD3.--

--

Πηγές:

1. I. Deveson et al. Differential intron retention in Jumonji chromatin modifier genes is implicated in reptile temperature-dependent sex determination. Science Advances. Published online June 14, 2017. doi: 10.1126/sciadv.1700731
2. S. Milius. Heat turns wild genetic male reptiles into functional females. Science News. Vol. 188, July 25, 2015, p. 7.