Исследование раскрывает, как "главный ген" регулирует физические различия между полами

Новое исследование учёных из Университета Индианы показывает, что "главный ген" doublesex (dsx), регулирующий половые различия, играет сложную роль в согласовании физических признаков с полом. Работа опубликована 27 февраля в журнале Nature Communications.

Ключевые выводы:

• Ген dsx — не простой "переключатель", выключающий мужские признаки у самок, как считалось ранее.
• Он осуществляет тонкий контроль над экспрессией генов, влияя на развитие половых различий в разных точках генома в зависимости от пола.
• dsx может действовать разными способами: активируя разные гены у самцов и самок для одного признака (например, гениталий) или регулируя одни и те же гены в противоположных направлениях.

Важность буферизации признаков: Способность dsx подавлять развитие мужских признаков у самок (и наоборот) критически важна. Она защищает особей одного пола от признаков, полезных только другому полу. Например:

• У жука Onthophagus taurus (объект исследования) большие рога у самцов нужны для битв, но мешали бы самкам рыть туннели для гнезд.
• У птиц высокий тестостерон повышает агрессию и привлекательность самцов, но снижает материнский инстинкт у самок.
• Эта буферизация снимает напряжение между естественным отбором (выживаемость вида) и половым отбором (привлечение партнёра).

Методология: Учёные сравнили экспрессию генов у нормальных жуков и у жуков с подавленным геном dsx. Обнаружено:

• Более 1000 точек в геноме, где dsx влияет на экспрессию у самцов.
• Более 250 точек влияния у самок.
• Большинство этих точек не перекрываются, что подтверждает сложный, а не бинарный механизм работы гена.

Примеры регуляции:

• Мозг и гениталии: dsx влияет на разные гены у каждого пола.
• Рога на голове: dsx иногда воздействует на одни и те же гены у обоих полов, но в противоположных направлениях, создавая полностью рогатых самцов и полностью безрогих самок. При отключении dsx у обоих полов развивались рога промежуточного размера.

Контекст: Исследование стало возможным благодаря проекту i5k ("Манхэттенский проект энтомологии"), в рамках которого был секвенирован геном Onthophagus taurus. Работа продолжается для изучения роли dsx и других генов в половых различиях у близкородственных видов жуков.