Investigadors de l’ICM troben el mecanisme que vincula la temperatura amb la determinació del sexe en algunes espècies animals.
Científics de l’Institut de Ciències del Mar (CSIC) han identificat el mecanisme molecular que vincula l'augment de la temperatura amb la inhibició de la aromatasa. Aquest enzim converteix els andrògens en estrògens, essencials aquests últims en la formació dels ovaris en tots els vertebrats no mamífers.
Es tracta del primer estudi en animals que descriu el funcionament d'un mecanisme epigenètic entre el factor ambiental i el mecanisme cel·lular que porta a la determinació sexual de l'animal. Els resultats de la investigació, liderada per a Francesc Piferrer, del Departament de Recursos Marins Renovables de l’ICM, han estat publicats avui en la revista PLoS Genetics.
“En moltes espècies de vertebrats, principalment en peixos i rèptils, la temperatura ambiental influeix en la determinació del sexe dels individus. Aquesta influència s'accentua més en alguns casos, en els quals el fet que faci més o menys calor s'imposa a la informació genètica escrita en l'ADN”, explica Francesc Piferrer.
Exemple d'aquest últim cas és el del llobarro, peix la determinació sexual del qual depèn de la combinació de factors genètics i ambientals. En estudis anteriors s'havia comprovat que és possible aconseguir que una població de llobarros amb un percentatge similar de femelles i mascles passi a tenir un 100% de mascles, a causa de l'augment de la temperatura. “El més intrigant era que els factors ambientals tenien la seva màxima repercussió en un moment del desenvolupament en el qual les gònades encara no només no estaven diferenciades, sinó que encara no havien començat a formar-se”, comenta l'investigador.
Des del primer dia de vida
En el treball, els investigadors van exposar a dos grups de larves de llobarro a diferents temperatures, normal i alta, durant les primeres setmanes de vida. Els resultats mostren que l'alta temperatura comporta la metilació de l'ADN del promotor del gen de l'aromatasa (denominat cyp19a), el que equival al seu silenciament, en bloquejar la seva activació transcripcional. En aquest grup, detalla Piferrer, havia femelles afectades en les quals s'havia inhibit la aromatasa parcialment i que encara s'havien desenvolupat com femelles. En altres femelles del mateix grup, però, la inhibició de l'aromatasa havia estat en un grau superior, de manera que s'havien convertit en mascles.
Aquest estudi és el primer en animals en el qual es descriu un mecanisme epigenètic entre el factor ambiental i el mecanisme cel•lular que porta a la determinació sexual de l'animal (anteriorment, només s'havia documentat un mecanisme similar en algunes plantes).
A més, tal com assenyala Francesc Piferrer, "l'animal resulta afectat molt aviat, molt abans que les gònades comencin a formar-se, el que succeeix a partir del dia 35 de vida, i molt abans que les diferències entre sexes comencin a ser visibles a nivell histològic, en el dia 150 de vida".
Repercussions del canvi global.
Aquestes observacions expliquen a nivell molecular com increments d'uns pocs graus porten amb si la masculinització d'aquests animals, un aspecte rellevant en un context de canvi global. També expliquen per què molts peixos de cultiu són mascles ja que, en l'afany d'accelerar el creixement, els aqüicultors cultiven les larves a temperatures elevades. "La determinació del sexe per la temperatura és molt comú en rèptils i serà interessant comprovar si un mecanisme similar és present en aquest grup de vertebrats", afegeix Piferrer.
Laia Navarro-Martín, Jordi Viñas, Laia Ribas, Noelia Díaz, Arantxa Gutiérrez, Luciano Di Croce & Francesc Piferrer.
DNA methylation of the gonadal aromatase (cyp19a) promoter is involved in temperature-dependent sex ratio shifts in the European sea bass.
PLoS Genetics http://www.plosgenetics.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pgen.1002447
