Генетически модифицированные куры раскрывают сложную роль тестостерона у птиц обоих полов

В середине XIX века ученый Арнольд Адольф Бертольд кастрировал петуха, чтобы понять, почему он кукарекает, а курица — нет. Результат: утреннее пение прекратилось. Сегодня известно, что за это отвечает половой гормон тестостерон.

Хотя тестостерон присутствует и у самок, его классически называют "мужским гормоном": он вносит значительный вклад в половое развитие, внешний вид и агрессивное поведение самцов. Чтобы выполнить свою функцию, тестостерон связывается с андрогеновым рецептором, который активируется и запускает производство определенных белков в клетке. Однако тестостерон также может метаболизироваться в эстроген — "женский гормон", который связывается с другим рецептором. Это усложняет картину: какую роль в эффектах тестостерона играет именно андрогеновый сигнальный путь?

Команда ученых под руководством Бенджамина Шуссер (TUM) и Манфреда Гара (Институт биологической интеллектуальности Общества Макса Планка) исследовала этот вопрос на птицах. С помощью метода CRISPR-Cas исследователи создали генетически модифицированных кур, лишенных андрогенового рецептора. Это позволило впервые изучить влияние андрогеновой сигнализации на развитие, внешний вид и поведение кур.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Результаты у петухов

Как и ожидалось, молодые петухи без рецептора оказались бесплодными. Некоторые типичные внешние половые признаки были недоразвиты: гребень, сережки и ушные мочки. Однако другие признаки, такие как хвостовые перья и шпоры, остались сопоставимы с нормальными петухами.

"Мы были удивлены, обнаружив, что мужские черты были утрачены лишь частично. Внешний вид петухов, следовательно, определяется не только андрогеновым сигнальным путем", — объясняет Мехла Рудра, один из ведущих авторов исследования.

Результаты у кур

Молодые куры без андрогенового рецептора показали очень похожую картину: они также были бесплодны, а типичные головные украшения были намного меньше, чем в норме. В результате молодые петухи и куры были почти неотличимы по внешнему виду — в отличие от птиц с нормальным рецептором.

Удивительно, но хотя взрослые самки продолжали производить тестостерон, без андрогеновых рецепторов они никогда не откладывали яйца и не овулировали. Это показывает, что формирование и откладывание яиц зависят от андрогенов.

Выводы

Результаты показывают, что тестостерон играет важную роль у обоих полов. Описывать его как чисто мужской гормон — слишком упрощенно. Механизм действия гормона сложен и еще не до конца понят. Кроме того, исследование дает общее представление о половом развитии птиц, которое, по-видимому, включает сложное взаимодействие гормон-зависимых и гормон-независимых механизмов.