Секреты рыб, меняющих пол, раскрыты

Около 500 видов рыб меняют пол во взрослом возрасте, часто в ответ на сигналы окружающей среды. Как именно это происходит, долгое время оставалось загадкой.

Впервые секреты этого процесса раскрыты международной коллаборацией под руководством учёных из Новой Зеландии, включая генетика из Университета Ла Троб, профессора Дженни Грейвс. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.

Модельный объект: губастый губан

• Голубоголовые губаны живут группами на карибских коралловых рифах.
• Доминирующий самец с синей головой защищает гарем жёлтых самок.
• Если самец исчезает, самая крупная самка превращается в самца всего за 10 дней:
  • Поведение меняется за минуты.
  • Окраска — за часы.
  • Яичник превращается в семенник, который через 10 дней уже производит сперму.

Как это происходит на генетическом уровне?

Используя современные методы (высокопроизводительное RNA-секвенирование и эпигенетический анализ), учёные обнаружили, как и когда конкретные гены выключаются и включаются в мозге и гонадах для смены пола.

• Полная генетическая перестройка: «Гены, необходимые для поддержания яичника, сначала выключаются, а затем постепенно включается новый генетический путь, способствующий формированию семенника», — говорит соавтор работы доктор Эрика Тодд.
• Изменение клеточной «памяти»: Преобразование также возможно благодаря изменениям химических меток на ДНК, которые контролируют экспрессию генов. «Наше исследование показывает, что смена пола связана с глубокими изменениями в этих химических метках», — отмечает соавтор Оскар Ортега-Рекальде.

Более широкий контекст

Исследование важно для понимания того, как гены включаются и выключаются во время развития у всех животных (включая человека) и как на этот процесс может влиять среда.

Профессор Дженни Грейвс проводит параллель с австралийскими драконовыми ящерицами, у которых триггером смены пола является температура. Она отметила, что реверсия пола у ящериц и губанов затрагивает некоторые из одних и тех же генов, что указывает на древнюю систему экологического контроля генной активности.