Els detalls es recullen en un estudi internacional publicat recentment que obre noves perspectives sobre la flexibilitat evolutiva de la reproducció en el regne animal.
Una investigació internacional en la qual ha participat l’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) ha revelat un mecanisme evolutiu fins ara desconegut en la biologia reproductiva dels vertebrats. L'estudi, publicat recentment a la prestigiosa revista Science Advances, mostra que un gen crucial per a la formació de les femelles ha estat modificat al llarg de l'evolució fins a convertir-se en el gen mestre que desencadena el desenvolupament dels mascles.
Fins ara es coneixien casos puntuals on determinats gens que participaven en la diferenciació d'un sexe podien modificar parcialment la seva expressió per intervenir en la diferenciació del sexe contrari. Tanmateix, aquesta investigació aporta la primera evidència en vertebrats on un component funcional del node femení adquireix la capacitat de governar completament el procés oposat, exercint la funció de regulador de la masculinitat.
El gen implicat ha estat identificat com a figlaY, localitzat al cromosoma Y de la tilàpia de Moçambic (Oreochromis mossambicus). En la immensa majoria de vertebrats, el gen homòleg original, anomenat figla, és un factor de transcripció essencial per al desenvolupament dels ovòcits en les femelles. En aquesta espècie de peix, el gen va patir un procés de duplicació i truncament genètic, i es va traslladar al cromosoma masculí.
L'aportació específica de l'equip de l'ICM-CSIC, liderat per l’investigador Francesc Piferrer ha estat la concepció i supervisió de l’estudi, així com la interpretació de resultats i contribució a la redacció del manuscrit.
El paper dels transposons o “gens saltadors”
L'anàlisi genòmica ha revelat que els responsables d'aquesta reorganització estructural van ser els transposons, també anomenats “gens saltadors”, ja que són elements mòbils del genoma. Aquests elements van alterar la seqüència reguladora del gen duplicat, conferint-li una funció dominant-negativa. Aquesta modificació bloqueja directament el desenvolupament de la via femenina i promou de manera imperativa la formació dels testicles.
Per validar experimentalment el paper d'aquest gen, l'equip investigador va aplicar la tecnologia d'edició genètica CRISPR-Cas9 per inhibir l'expressió de figlaY en embrions genèticament mascles (XY). Els exemplars on es va desactivar el gen van desenvolupar ovaris totalment funcionals i es van convertir en femelles, confirmant que aquest factor és indispensable i suficient per determinar el sexe masculí en l'espècie.
Implicacions per a la biologia i l'aqüicultura
El descobriment posa de manifest que la determinació del sexe en els vertebrats posseeix una flexibilitat molecular molt superior a la descrita fins ara, demostrant que les xarxes gèniques poden reclutar elements de rutes alternatives per establir nous sistemes de regulació.
A banda de la seva rellevància científica en l'àmbit de l'evolució, la troballa té un interès pràctic destacat per al sector de l'aqüicultura. La tilàpia és un dels peixos més cultivats a escala global i la producció de poblacions monosexe és una pràctica habitual per a l'optimització de la producció d'aquest recurs alimentari.