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.
Подготовлено по материалам Центра геномной регуляции.