مبنای ژنتیکی جدید در تعیین جنسیت

زنان و مردان اختلافات آشکار زیادی با یکدیگر دارند و دانشمندان از قدیم می دانستند که تفاوت های ژنتیکی و این تمایز ها ارتباط عمیقی با DNA دارد. در گذشته بیشتر تحقیقات بر رو ی درک این موضوع متمرکز شده بود که ژن هایی که پروتئین را کد می کنند چگونه در تعیین جنسیت دخالت دارند. دانشمندان دریافته اند که زیر مجموعه ای از ژن های بسیار کوچک که مولکول های RNA کوتاه (موسوم به microRNA ها) را کد می کنند نیز نقش کلیدی در تمایز بافت نر و ماده در مگس میوه را ایفا می کنند.  

به گزارش پژوهشکده مجازی بیوتکنولوژی پزشکی محققان آزمایشگاه Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) متوجه شدند که miRNA ها (مولکول های RNA کوتاه) مسئول تفاوت های جنسی در مگس های میوه هستند. شکل نشان داده شده در اینجا نشان دهنده بیضه های یک مگس میوه نر است در جایی که هورمون کلیدی کنترل کننده miRNA غیر فعال شده است. بیضه های غیر طبیعی موفق به ساختن اسپرم نمی شوند. آنها هم اکنون فاکتورهای جنسی (به رنگ قرمز نشان داده شده است) را تولید می کنند که در تخمدان ها مگس ماده وجود دارد.

یک miRNA قطعه کوتاهی از RNA است که فعال شدن یک یا چند ژن کد کننده پروتئین را بهینه می کند. miRNA ها توانایی خاموش کردن ژن هدف را دارند، همچنین موجب هماهنگی و موزون کردن برنامه های ژنتیکی پیچیده ای را دارند که اساس رشد است.

در پروژه ای که در Genetics منتشر شده، یک تیم از محققان CSHL و همکارانش توضیح دادند که چگونه miRNA ها در تفاوت های جنسی مگس میوه اثر دارند. شما احتمالا هرگز توجه نشده اید اما مگس نر و ماده اختلافات آشکاری دارند، درست مثل سایرحیوانات. به عنوان مثال، مگس های ماده 25٪ بزرگتر از نر و رنگ روشن تر و بخش های شکمی بیشتری دارند.

 گروه محققان، از جمله دکتر Delphine Fagegaltier (نویسنده تحقیق) تفاوت هایی را در جمعیت miRNA های نر و ماده تشخیص دادند. دکتر Fagegaltier  می گوید: ما اختلافاتی را در miRNA ها یافتیم که در شکل دهی و تمایز جنسیت اهمیت دارد. در واقع،miRNA ها پروتئین های زیادی را در طول رشد را تنظیم می کنند که در تعیین جنسیت نقش دارند.

این گروه دریافتند که miRNA ها برای تعیین جنسیت حتی پس از آنکه بالغ می شوند ضروری می باشند. به گفته Fagegaltier، آنها سیگنالی را ارسال می کنند که  به سلولهای زایای، از قبیل  تخم و اسپرم اجازه رشد و حصول اطمینان از باروری را می دهد. او در ادامه می گوید: حذف یک  miRNAاز مگس بالغ منجر به ناباروری می شود. در یک مورد با حذف یک miRNA مگس بطور همزمان تبدیل به نر و ماده می شود.  شگفت انگیز است که ژن های بسیار کوچک می تواند چنین اثر بزرگی بر هویت جنسی داشته باشد.

برخی از miRNA هایی (از قبیل let-7) که در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفتند تحت تکامل حفظ شده اند. انسان و بسیاری از حیوانات دیگر نسخه های متعددی از آنها را حمل می کنند. به گفته Fagegaltier، احتمالا این فقط ابتدای قضیه است و miRNA های بیشتری در سطح سلولی و بافت برای تنظیم هویت جنسی وجود دارند اما ما هنوز راه زیادی برای فهمیدن این تفاوت ها و حضور آنها در ناهنجاری های رشد و بیماری ها ی انسان را در پیش رو داریم.

منبع:

D. Fagegaltier, A. Konig, A. Gordon, E. C. Lai, T. R. Gingeras, G. J. Hannon, H. R. Shcherbata. A Genome-Wide Survey of Sexually Dimorphic Expression of Drosophila miRNAs Identifies the Steroid Hormone-Induced miRNA let-7 as a Regulator of Sexual Identity. Genetics, 2014; DOI: 10.1534/genetics.114.16926