Биологический пол оказался более гибким, чем считалось

Биологический пол традиционно понимается в бинарных терминах: мужской и женский. Однако существует множество примеров животных, способных изменять типичные для пола биологические и поведенческие черты и даже менять пол. Новое исследование, опубликованное в журнале Current Biology, выявило генетический переключатель в клетках мозга, способный переключаться между полоспецифичными состояниями при необходимости. Эти результаты ставят под сомнение идею пола как фиксированного свойства.

Исследование под руководством Дугласа Портмана, доктора философии, доцента кафедры биомедицинской генетики Университета Рочестера, проводилось на C. elegans — микроскопических круглых червях, десятилетиями используемых в лабораториях для изучения нервной системы. Многие открытия, сделанные на C. elegans, применимы ко всему животному миру и способствовали лучшему пониманию биологии человека. C. elegans — единственное животное, чья нервная система полностью картирована, что предоставляет «схему соединений» (коннектом), помогающую понять, как нейронные цепи интегрируют информацию, принимают решения и контролируют поведение.

У C. elegans два пола: самцы и гермафродиты. Хотя гермафродиты способны к самооплодотворению, они также являются партнерами для спаривания с самцами и считаются модифицированными самками. Пол этих червей определяет единственный ген TRA-1. Если у развивающегося червя две X-хромосомы, этот ген активируется, и червь развивается в самку. Если X-хромосома только одна, TRA-1 инактивируется, и червь становится самцом.

Новое исследование показывает, что ген TRA-1 у самцов не полностью «молчит», как считалось ранее. Вместо этого он может активироваться, когда обстоятельства вынуждают самцов действовать больше как самки. Обычно самцы C. elegans предпочитают поиск партнера еде, отчасти потому, что их обоняние хуже, чем у самок. Но если самец слишком долго не ест, он усиливает свою способность обнаруживать пищу и ведет себя больше как самка. Новое исследование показывает, что для этого переключения необходим TRA-1, и без него голодные самцы не могут усилить обоняние и остаются заблокированными в режиме поиска партнера, нечувствительном к пище. TRA-1 выполняет ту же функцию у неполовозрелых самцов — активирует эффективное обнаружение пищи у самцов, слишком молодых для поиска партнера.

«Эти данные указывают на то, что на молекулярном уровне пол не является бинарным или статичным, а скорее динамичным и гибким, — сказал Портман. — Новые результаты позволяют предположить, что аспекты мужской нервной системы могут временно переходить в женское "состояние", позволяя мужскому поведению быть гибким в соответствии с внутренними и внешними условиями».

Отдельное исследование, также опубликованное в Current Biology группой сотрудничающих исследователей из Колумбийского университета, подробно описывает сложный молекулярный механизм, с помощью которого TRA-1 контролируется половыми хромосомами и другими сигналами.