Просмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2024-10-22 Происхождение:Работает
«Определение пола» относится к процессу, посредством которого эмбрион развивается в мужчину или женщину благодаря определенным ключевым сигналам на ранних стадиях эмбрионального развития.
Генетическое определение пола (GSD) является обычным явлением, то есть, когда самка XX объединяется с самцом XY, образуя следующее поколение оплодотворенных яйцеклеток, мать дает Х-хромосому, а Х-хромосома, унаследованная от отца, развивается в самку, и Y, который наследует отца, превращается в мужчину.
Помимо наследственного определения пола, пол некоторых организмов также может определяться средой, в которой они живут, что называется определением пола в окружающей среде (ESD). Открытие этого механизма не только бросает вызов нашему традиционному восприятию гендерной детерминации, но и открывает новое окно в тайну жизни.
Ключ к механизмам определения пола в окружающей среде лежит в таких факторах окружающей среды, как температура, свет и состояние питания.
Например, в глубоководной среде яркая окраска тела самца красного луциана способна посылать особые сигналы, которые играют важную роль в выборе самками партнёра, и когда окраска тела самца исчезает, самые сильные самки могут испытывают смену пола и становятся мужчинами, выделяя большое количество мужских гормонов, что приводит к дегенерации их яичников.
Другим примером являются морские креветки, на определение пола которых влияет интенсивность света: особи, подвергшиеся длительному воздействию света, развиваются в самок, а особи, подвергшиеся кратковременному освещению, развиваются в самцов.
Как у обычных рептилий, развитие пола красноухих черепах имеет уникальный механизм определения пола, зависящий от температуры (TSD): он относится к тому факту, что во время процесса инкубации температура инкубации на определенной стадии (период, чувствительный к температуре) может в конечном итоге определить пол молодых черепах.
У красноухих черепах есть три стадии развития гонад: двунаправленное развитие, определение пола и развитие пола.
В период чувствительности к температуре (т. е. период определения пола) температура может определять направление желез: высокие температуры (например, 31°C) имеют тенденцию давать потомство женского пола, а низкие температуры (например, 26°C) склонны давать потомство мужского пола.
От красноухих черепах до крокодилов, от некоторых видов змей до ящериц — все больше и больше животных обладают этим уникальным способом определения пола.
Итак, как именно температура проявляет свою «магию» и незаметно определяет пол новой жизни в начале жизни?
Ранее исследования показали, что высокая температура (31°С) приведет к увеличению содержания ионов кальция в соматических клетках красноухих черепах, то есть ионы кальция проникают в клетки половых желез, тем самым активируя регулятор транскрипции pSTAT3, который в свою очередь ингибирует экспрессию эпифактора Kdm6b, а затем ингибирует экспрессию гена, определяющего мужской пол Dmrt1, и, наконец, способствует развитию черепашьих яиц в самок. При низких температурах уровень pSTAT3 был низким, и красноухие черепахи превращались в самцов.
Однако генетические регуляторные пути определения женского пола недостаточно изучены.
Недавно команда Ду Вэйго из Института зоологии Китайской академии наук недавно обнаружила, что индуцированная температурой передача сигналов pSTAT3 определяет развитие женского пола красноухих черепах.
Исследователи обнаружили, что в этом процессе играют роль две важные молекулы: pSTAT3 и FoxI2. pSTAT3 представляет собой фактор транскрипции, который может помочь контролировать переключение других генов; FoxI2 — это ген, участвующий в определении пола.
Когда температура высокая (31°C), pSTAT3 и FoxI2 становятся активными в гонадах красноухих черепах, что приводит к развитию красноухих черепах в самок. Но если температура низкая (26°C), pSTAT3 не так активен и FoxI2 не работает, и красноухая черепаха развивается в самца.
Ученые также провели несколько экспериментов по проверке эффектов pSTAT3: они использовали препараты для модуляции активности pSTAT3 и обнаружили, что ингибирование pSTAT3 при 31°C (женская температура) или активация pSTAT3 при 26°C (мужская температура) индуцирует смена пола у эмбриона. Это говорит о том, что pSTAT3 оказывает большое влияние на развитие пола.
Чтобы еще раз подтвердить это, ученые также провели эксперимент — эксперимент по иммунопреципитации хроматина. Эксперименты показали, что белок pSTAT3 сильно обогащен областью промотора Foxl2 (область функции прайминга экспрессии генов) при высоких температурах (31°C, женская температура), а при низких температурах (26°C, мужская температура) он может также связываются с областью прайминга FoxI2, когда pSTAT3 активируется лекарствами. Это предполагает, что pSTAT3 действительно контролирует экспрессию гена FoxI2.
Наконец, ученые также обнаружили, что изменения пола, вызванные изменениями активности pSTAT3, можно обратить вспять, искусственно увеличивая или уменьшая экспрессию FoxI2. Например, если ингибирование pSTAT3 приводит к тому, что красноухая черепаха превращается из самки в самца при высоких температурах (31°C), женские характеристики красноухой черепахи могут быть восстановлены за счет увеличения экспрессии FoxI2. Аналогичным образом, при низких температурах (26°C), если активация pSTAT3 препаратом вызывает превращение красноухой черепахи из самца в самку, то за счет снижения экспрессии FoxI2 мужские характеристики красноухой черепахи могут быть изменены. восстановлен.
В целом, это исследование показывает, как температура определяет пол красноухих черепах, влияя на активность pSTAT3 и FoxI2. Это очень интересное открытие, поскольку оно показывает, как факторы окружающей среды напрямую влияют на половое развитие организмов.
Это исследование выявило ключевую роль pSTAT3 в определении женских и мужских путей, указав путь к всестороннему пониманию механизмов определения пола, зависящего от окружающей среды (ESD), и предоставив другую точку зрения на наше понимание биологического определения пола и процессов развития.
В будущем результаты этого исследования могут даже стать ценной справочной информацией для защиты находящихся под угрозой исчезновения диких животных, трудно размножающихся, и репродуктивного здоровья нашего человека!
