Влияние питания личинок на смену пола у рыбок медака

Исследователи из Университета Нагойи обнаружили, что питание личинок играет роль в определении половых характеристик японской рыбки оризии, или медака (Oryzias latipes). Результаты, опубликованные в журнале Biology Open, могут углубить понимание редкого состояния у людей и других позвоночных, когда генетически они принадлежат к одному полу, но имеют характеристики другого.

Ранее учёные установили, что рыбки медака в дикой природе часто подвергаются смене пола. Это означает, что генетически женские личинки (с двумя X-хромосомами) могут развить мужские характеристики, и наоборот. Это сделало медаку модельным организмом для изучения влияния среды на определение пола и других биологических процессов, общих с позвоночными.

Учёные уже знали, что на смену пола у медаки, вероятно, влияют факторы окружающей среды, такие как перепады температуры в солоноватых и пресных водах, где они обитают. Команда репродуктивного биолога Минору Танака из Университета Нагойи решила проверить, играет ли роль также питание.

Ключевые результаты эксперимента:

• Личинок медака лишали пищи на пять дней — достаточно, чтобы повлиять на их метаболизм, но не убить.
• Спустя 3–4 месяца у 20% генетически женских особей развились семенники и характерные для самцов плавники. В контрольной группе (без голодания) этого не произошло.

Метаболические механизмы:

Исследование показало, что смена пола была связана со снижением синтеза жирных кислот и уровня липидов. В частности:

• Голодание подавило метаболический путь, синтезирующий фермент CoA, и нарушило работу гена fasn.
• Эти нарушения привели к снижению синтеза жирных кислот.
• В процессе женско-мужского превращения был задействован мужской ген dmrt1.

"В целом наши результаты показали, что пол рыбок медака зависит как от внешней среды, так и от внутреннего метаболизма, — говорит Минору Танака. — Мы полагаем, что липиды могут представлять собой новую систему регуляции пола, которая реагирует на условия питания".

Дальнейшие планы:

Команда планирует выявить другие внутренние факторы, участвующие в смене пола у медаки. Будущие исследования должны найти ткани или органы, которые ощущают изменения во внутренней среде и затем производят ключевые метаболиты для регуляции половой дифференцировки.