La 'determinación del sexo' se refiere al proceso mediante el cual el embrión se convierte en macho o hembra debido a ciertas señales clave en las primeras etapas del desarrollo embrionario.

La Determinación Genética del Sexo (GSD) es común, es decir, cuando una hembra XX se combina con un macho XY para formar la siguiente generación de óvulos fertilizados, la madre proporciona el cromosoma X, y el X que hereda el padre se convierte en hembra, y el Y que hereda al padre se convierte en varón.

Además de la determinación hereditaria del sexo, el sexo de algunos organismos también puede determinarse por el entorno en el que viven, lo que se denomina determinación ambiental del sexo (ESD). El descubrimiento de este mecanismo no sólo desafía nuestra percepción tradicional de la determinación de género, sino que también abre una nueva ventana al misterio de la vida.

¿Cuáles son los organismos que

¿Están determinados ambientalmente por el sexo?

La clave de los mecanismos ambientales de determinación del sexo reside en factores ambientales como la temperatura, la luz y el estado nutricional.

Por ejemplo, en el ambiente de las profundidades marinas, el color brillante del cuerpo del pargo rojo macho es capaz de enviar señales especiales que juegan un papel importante en la selección de pareja por parte de las hembras, y cuando el color del cuerpo del macho desaparece, las hembras más fuertes pueden experimentan una inversión sexual y se convierten en machos al secretar grandes cantidades de hormonas masculinas, lo que provoca que sus ovarios se degeneren.

Otro ejemplo es el camarón de agua salada, cuya determinación del sexo se ve afectada por la intensidad de la luz: los individuos expuestos a luz prolongada se convierten en hembras y los individuos expuestos a luz de corta duración se convierten en machos.

Tortuga de orejas rojas:

La temperatura baja es masculina, la temperatura alta es femenina.

Como reptil común, el desarrollo sexual de las tortugas de orejas rojas tiene un mecanismo único de determinación del sexo dependiente de la temperatura (TSD): se refiere al hecho de que durante el proceso de incubación, la temperatura de incubación en una determinada etapa (período sensible a la temperatura) En última instancia, se puede determinar el sexo de las tortugas jóvenes.

Hay tres etapas de desarrollo gonadal en las tortugas de orejas rojas: desarrollo bidireccional, determinación del sexo y desarrollo sexual.

Durante el período sensible a la temperatura (es decir, el período que determina el sexo), la temperatura puede determinar la dirección de las glándulas: las temperaturas altas (p. ej., 31 °C) tienden a producir descendencia femenina, y las temperaturas bajas (p. ej., 26 °C) tienden a producir descendencia femenina. tienden a producir descendencia masculina.

Desde las tortugas de orejas rojas hasta los cocodrilos, desde ciertas especies de serpientes hasta los lagartos, cada vez se ven más animales con esta forma única de determinar el sexo.

Entonces, ¿cómo exactamente la temperatura ejerce su 'magia' y determina silenciosamente el género de la nueva vida al comienzo de la vida?

El mecanismo subyacente por

qué temperatura determina la variedad

Anteriormente, los estudios han demostrado que las altas temperaturas (31°C) conducirán a un aumento de iones de calcio en las células somáticas de las tortugas de orejas rojas, es decir, los iones de calcio ingresan a las células gonadales, activando así un regulador transcripcional llamado pSTAT3, que a su vez inhibe la expresión del epifactor Kdm6b, y luego inhibe la expresión del gen determinante del sexo masculino Dmrt1, y finalmente promueve el desarrollo de huevos de tortuga en hembras. A bajas temperaturas, los niveles de pSTAT3 eran bajos y las tortugas de orejas rojas se convirtieron en machos.

Sin embargo, las vías genéticas reguladoras de la determinación del sexo femenino no se comprenden bien.

Recientemente, el equipo de Du Weiguo del Instituto de Zoología de la Academia de Ciencias de China descubrió que la señalización de pSTAT3 inducida por la temperatura determina el desarrollo sexual femenino de las tortugas de orejas rojas.

Los investigadores descubrieron que dos moléculas importantes desempeñan un papel en este proceso: pSTAT3 y FoxI2. pSTAT3 es un factor de transcripción que puede ayudar a controlar el cambio de otros genes; FoxI2 es un gen implicado en la determinación del sexo.

Cuando la temperatura es alta (31°C), tanto pSTAT3 como FoxI2 se activan en las gónadas de las tortugas de orejas rojas, lo que hace que las tortugas de orejas rojas se conviertan en hembras. Pero si la temperatura es baja (26°C), pSTAT3 no es tan activo y FoxI2 no funciona, y la tortuga de orejas rojas se convierte en macho.

Los científicos también hicieron algunos experimentos para probar los efectos de pSTAT3: usaron medicamentos para modular la actividad de pSTAT3 y descubrieron que la inhibición de pSTAT3 a 31°C (temperatura femenina) o la activación de pSTAT3 a 26°C (temperatura masculina) inducía inversión sexual en el embrión. Esto sugiere que pSTAT3 tiene un gran impacto en el desarrollo sexual.

Para confirmarlo aún más, los científicos también hicieron un experimento: un experimento de inmunoprecipitación de cromatina. Los experimentos han demostrado que la proteína pSTAT3 está altamente enriquecida en la región promotora Foxl2 (la región de función de cebado de la expresión génica) a altas temperaturas (31°C, temperatura femenina), y a bajas temperaturas (26°C, temperatura masculina), puede también se une a la región de cebado de FoxI2 cuando pSTAT3 es activado por fármacos. Esto sugiere que pSTAT3 controla la expresión del gen FoxI2.

Finalmente, los científicos también han descubierto que los cambios de sexo causados ​​por cambios en la actividad de pSTAT3 pueden revertirse aumentando o disminuyendo artificialmente la expresión de FoxI2. Por ejemplo, si la inhibición de pSTAT3 hace que la tortuga de orejas rojas cambie de hembra a macho a altas temperaturas (31°C), las características femeninas de la tortuga de orejas rojas pueden restaurarse aumentando la expresión de FoxI2. De manera similar, a bajas temperaturas (26°C), si la activación de pSTAT3 por la droga hace que la tortuga de orejas rojas cambie de macho a hembra, entonces al reducir la expresión de FoxI2, las características masculinas de la tortuga de orejas rojas pueden ser restaurado.

En general, este estudio revela cómo la temperatura determina el sexo de las tortugas de orejas rojas al afectar la actividad de pSTAT3 y FoxI2. Este es un hallazgo muy interesante, ya que muestra cómo los factores ambientales afectan directamente el desarrollo sexual de los organismos.

epílogo

Este estudio descubrió el papel clave de pSTAT3 en la determinación de las vías femeninas y masculinas, señalando el camino hacia una comprensión integral de los mecanismos de determinación sexual dependientes del ambiente (ESD) y brindando una perspectiva diferente para nuestra comprensión de la determinación biológica del sexo y los procesos de desarrollo.

¡En el futuro, los resultados de esta investigación pueden incluso proporcionar una valiosa referencia para la protección de los animales salvajes en peligro de extinción y difíciles de reproducir y para la salud reproductiva de nuestros humanos!