30.12.2011

Зависит ли пол рыбы от температуры воды?

Температура влияет на формирование пола рыбы за счёт эпигенетического перепрограммирования её ДНК.

Пол любого организма, будь то животное или растение, записан в его ДНК. Однако не секрет, что многие животные научились его менять. Такой фокус, в частности, проделывают некоторые рыбы: к примеру, сибас, родившись генетической самкой, потом вдруг становится самцом. Впрочем, «вдруг» не совсем уместное слово: учёным удалось установить, что пол некоторых рыб, в том числе и сибаса, зависит от температуры окружающей среды. То есть пол организма определяется совокупностью генетических и экологических факторов.

Но оставался вопрос, что именно происходит в организме тех же рыб при смене пола, какие молекулярные механизмы при этом задействованы. Интрига заключалась ещё и в том, что упомянутый температурный эффект проявлялся даже на ранних стадиях развития, когда половые железы ещё даже не были сформированы. Испанским учёным из Центра геномной регуляции и Института морских исследований удалось эту загадку отчасти разгадать. В статье, опубликованной в PLoS Genetics, они сообщают о том, что температура среды влияет на эпигенетическую регуляцию активности гена ароматазы — фермента, определяющего баланс половых гормонов в организме.

Ароматаза превращает мужские половые гормоны андрогены в женские половые гормоны эстрогены. Ввиду своей функции фермент играет существенную роль в развитии яичников у рыб: если ароматазы нет, то и яичники развиваться не будут. Оказалось, что повышение температуры среды стимулирует метилирование ДНК гена ароматазы. Метилирование обычно означает подавление активности гена: молекулярная машина, отвечающая за синтез матричной РНК, просто не может начать на этом гене свою работу. (Разумеется, тут всё зависит не только от температуры, и некоторые из самок в эксперименте, поставленном исследователями, даже при повышении температуры среды оставались самками.)

Похожая «технология» задействована у растений, а вот с эпигенетическим влиянием на формирование пола у животных учёные сталкиваются впервые. Этот механизм может срабатывать чрезвычайно рано, не только до формирования половых желёз, но и до каких-либо гистологических признаков, отличающих самца от самки. С практической точки зрения это означает, что хозяевам рыбных ферм не следует перегревать своих питомцев, иначе они рискуют остаться без самок. Если подключить фантазию, можно представить себе последствия глобального потепления: Мировой океан, переполненный одними самцами.

Для генетиков, однако ж, тут ещё остаётся работа, чтобы узнать, за счёт какого молекулярного механизма повышение температуры влияет на состояние ДНК рыб.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА