Раскрыта генетическая тайна смены пола у бородатых агам

Пол бородатой агамы – популярной ящерицы из центральной Австралии – зависит не только от генетики, но и от температуры в гнезде. При достаточном нагреве из яйца, которое генетически должно было стать самцом, может вылупиться полностью функциональная самка. Эта уникальная особенность давно привлекала внимание ученых, и теперь, благодаря передовым технологиям секвенирования, они, похоже, приблизились к разгадке этой биологической тайны.

Сразу две независимые группы исследователей опубликовали практически полные эталонные геномы центральной бородатой агамы (Pogona vitticeps). Используя различные подходы, обе команды пришли к одному и тому же выводу – они обнаружили участок генома и ключевой ген, который, вероятно, играет центральную роль в определении мужского пола у этих рептилий. Независимое подтверждение делает открытие особенно значимым.

У бородатых агам, как у птиц и многих рептилий, действует система половых хромосом ZZ/ZW, где самцы имеют две одинаковые хромосомы (ZZ), а самки – две разные (ZW). Новые методы сверхдлинного нанопорового секвенирования позволили ученым впервые с высочайшей точностью «прочитать» геномы самца и самки, сравнить их половые хромосомы и выявить ключевые различия. Благодаря этому удалось восстановить около 124 миллионов пар оснований ранее неизвестных последовательностей ДНК, что составляет почти 7% генома.

Оба исследования указывают на гены Amh и Amhr2 – ген антимюллерова гормона и его рецептор. Ученые предполагают, что определение пола работает по «дозозависимому» механизму. Поскольку у самцов (ZZ) две Z-хромосомы, у них имеется и двойная доза гена Amh, которая запускает развитие мужских признаков. У самок (ZW) только одна копия этого гена, чего недостаточно для запуска «мужской» программы. Это первый случай, когда у какого-либо вида рептилий обнаружен столь явный кандидат на роль главного гена, определяющего пол.

Это открытие имеет огромное значение не только для фундаментальной науки. Как отмечает Артур Джорджес из Университета Канберры, один из ведущих авторов, полученные данные ускорят исследования во многих областях, включая сравнительное изучение определения пола у позвоночных. Понимание того, как гены взаимодействуют с окружающей средой – в данном случае с температурой, – критически важно для прогнозирования реакции уязвимых видов на изменение климата. Детальное знание генома поможет понять, смогут ли популяции с температурно-зависимым определением пола адаптироваться к глобальному потеплению.