Los genes sustitutos permiten la reproducción
Ratón macho sin genes del cromosoma YAMANDA SHELL
En ratones macho sin cromosomas Y, dos genes de otros cromosomas son suficientes para restablecer la formación de espermatozoides que pueden fertilizar un óvulo con éxito con métodos de reproducción asistida. Los resultados, publicados hoy (28 de enero) en Science, sugieren que estos dos genes y sus homólogos del cromosoma Y pueden ser funcionalmente redundantes.
Este último estudio, dirigido por Monika Ward de la Universidad de Hawái y sus colegas, se basa en el estudio del grupo de 2014 que muestra que restringir las funciones del cromosoma Y a dos genes, Sry y Eif2s3y, fue suficiente para generar espermatozoides que eran funcionales con métodos de reproducción asistida.
El presente estudio “nos ayuda a comprender mejor los mecanismos de la fertilidad” dijo Richard Behringer del MD Anderson Cancer Center que no participó en el trabajo. “En el primer artículo, se dieron cuenta. . . el cromosoma Y mínimo que necesitas para…
Estos dos genes son determinantes masculinos bien conocidos en ratones. Sry desencadena la formación de testículos en una etapa temprana de la vida y Eif2s3y más tarde inicia la espermatogénesis, lo que permite que los gametos maduren. Para eludir las funciones de estos genes, Ward y sus colegas primero recurrieron a Sox9, el objetivo aguas abajo a través del cual Sry ejerce sus efectos.
Los investigadores expresaron Sox9 como un transgén en ratones XY que carecían del cromosoma Y endógeno Sry pero portaban Eif funcional, encontrando que estos animales se desarrollaron como machos fértiles. Luego, el equipo reemplazó Eif2s3y con Eif2s3x, su cromosoma X homólogo en animales donde la función Sry había sido reemplazada por Sox9 transgénico. Por último, los investigadores expresaron los transgenes Sry y Eif2s3x en ratones XO, que carecen por completo de cromosomas Y. Luego, el equipo comparó estos ratones transgénicos con machos XY normales, examinando la expresión génica, el desarrollo de los testículos y la producción y maduración de espermatozoides.
Sabíamos que la manipulación de Sox9 puede hacer que los ratones hembra XX se desarrollen como machos, dijo Ward a El Científico. Pero en la mayoría de los estudios previos, las personas básicamente investigaban el desarrollo de los testículos durante el crecimiento temprano, pero no miraban realmente lo que sucede en los testículos de los machos maduros durante la fertilidad.
Los investigadores encontraron que, aunque la mayoría de los ratones XO con Sox9 transgénicos y Eif2s3x tenían defectos testiculares y no tenían células germinales, 13 de 48 animales (27 por ciento) desarrollaron espermátidas redondas. . Estas células germinales no maduraron para formar espermatozoides con colas pero, cuando se inyectaron en óvulos, pudieron fertilizar con éxito las células sexuales femeninas y dar lugar a embriones.
El equipo de Wards también descubrió que la capacidad de formar espermatozoides estaba correlacionada con los niveles de los transgenes Eif2s3y o Eif2s3x: una dosis única del homólogo del cromosoma X de los genes fue insuficiente para compensar la función de los genes del cromosoma Y. Agregar de cinco a siete copias del transgén Eif2s3x imitó más fielmente el gen del cromosoma Y, según Ward.
En general, los resultados sirven para respaldar el trabajo anterior del equipo, dijo Humphrey Hung. -Chang Yao del Instituto Nacional de Ciencias de la Salud Ambiental que no participó en el estudio. La excepción es que parece que el gen Eif2s3x ligado al X no es tan poderoso como su homólogo ligado al Y en su capacidad para inducir la espermatogénesis, dijo. Esa es la principal diferencia entre los dos hallazgos.
A juicio de Yao, aún no está claro cómo se median los efectos de la dosis. Debido a que los dos genes están estrechamente relacionados en la secuencia, se requieren más estudios para comprender cómo los niveles de ARN y proteína se alteran por la expresión transgénica.
Según Ward, los estudios adicionales de otros pares ancestrales de homólogos del gen XY podrían ayudar. los científicos determinan si dichos genes desempeñan funciones similares o incluso se sustituyen entre sí.
Es interesante considerarlo, desde un punto de vista evolutivo, porque la teoría actual es que los genes del cromosoma Y están degenerando y el cromosoma X compensa eso, dijo Ward. Pero para este par de genes en particular, el homólogo Y es el fuerte.
Y. Yamauchi et al., Dos genes sustituyen al cromosoma Y de ratón para la espermatogénesis y la reproducción, Science, doi:10.1126/science.aad1795, 2016.
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