Un estudio dirigido por la Universidad de Otago está anunciando avances en nuestra comprensión de una de las transformaciones más sorprendentes en el mundo natural: la reversión completa del sexo que se produce en unas 500 especies de peces.
La coautora y autora principal, Dra. Erica Todd, del Departamento de Anatomía, dice que muchos de nosotros damos por sentado que nuestro sexo biológico se fija al nacer. Sin embargo, muchos peces, como el pez payaso de Finding Nemo, el kobudai de Blue Planet II, y el pez cabeza del Caribe, cambian su sexo en la edad adulta como parte natural de su ciclo de vida.
“La mayoría de los lobos azules comienzan su vida como mujeres, pero pueden cambiar de sexo más tarde para convertirse en hombres, un proceso que toma de 10 a 21 días de principio a fin.
“Cuando un macho dominante se pierde de un grupo social, la hembra más grande se transforma en un macho fértil en un lapso de 10 días. Las hembras comienzan esta transformación en cuestión de minutos, primero cambiando de color y mostrando comportamientos masculinos. Sus ovarios comienzan a retroceder y los testículos completamente funcionales crecen en su lugar.
“Cómo esta sorprendente transformación funciona a un nivel genético ha sido durante mucho tiempo un enigma”, dice el Dr. Todd.
Usando los últimos enfoques genéticos, la secuenciación de ARN de alto rendimiento y los análisis epigenéticos, los investigadores descubrieron cuándo y cómo se activan y activan genes específicos en el cerebro y la gónada para que pueda ocurrir un cambio de sexo.
“Nuestro estudio revela que el cambio de sexo implica un nuevo cableado genético de la gónada. Encontramos que los genes necesarios para mantener el ovario primero se desactivan, y luego se activa constantemente una nueva vía genética para promover la formación de testículos “.
Esta reacción en cadena comienza cuando se desactiva un gen llamado aromatasa, que es responsable de producir la hormona femenina estrógeno. Se desconoce qué hace que la aromatasa se apague, pero el estrés del cambio social que resulta de la pérdida del macho dominante existente puede ser una señal importante para desactivar la vía genética que mantiene al ovario.
El coautor principal del doctor y candidato Oscar Ortega-Recalde, también del Departamento de Anatomía, dice que la sorprendente transformación también parece posible a través de cambios en la “memoria” celular.
“En los peces y otros vertebrados, incluidos los humanos, las células utilizan marcadores químicos en el ADN que controlan la expresión de los genes y recuerdan su función específica en el cuerpo. Nuestro estudio es importante porque muestra que el cambio de sexo implica cambios profundos en estas marcas químicas, por ejemplo, en el gen de la aromatasa, reprogramando así la memoria celular en la gónada hacia un destino masculino”, dice.
Como muchos genes importantes para el desarrollo sexual en peces también son importantes en otros animales, el descubrimiento del equipo tiene aplicaciones prácticas para los humanos.
“Comprender cómo los peces pueden cambiar el sexo puede decirnos más sobre cómo interactúan las redes complejas de genes para determinar y mantener el sexo, no solo en peces sino en animales vertebrados en general”, dice el Dr. Todd.
La velocidad “notable” a la cual los ovarios de una cabeza azul pueden transformarse en nuevos testículos también abre la posibilidad de aplicaciones en ingeniería de tejidos y órganos, con beneficios potenciales para la ciencia médica.
Además, comprender el cambio de sexo a nivel genético también puede tener beneficios para las industrias acuícolas, ya que alrededor de 500 especies de peces, incluidas muchas de valor comercial, como el icónico bacalao azul de Nueva Zelanda, también pueden cambiar de sexo.
Este trabajo es parte de un proyecto altamente colaborativo con el profesor Neil Gemmell, el Dr. Tim Hore y otros del Departamento de Anatomía de Otago, colegas en el Departamento de Bioquímica de Otago e investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, EE. UU.
Referencia: Erica V. Todd et al. “Stress, novel sex genes, and epigenetic reprogramming orchestrate socially controlled sex change” Science Advances 10 Jul 2019.