U grzybów trudno mówić o osobnikach męskich i żeńskich, a jednak istnieją wyraźne różnice między osobnikami o różnej “płci”. Nowe odkrycie naukowców z Duke University Medical Center opublikowane na łamach “Nature” dowodzi, że niektóre z grzybów, które są ewolucyjnie najstarsze stanowią ważne wskazówki w wyjaśnieniu jak ewoluowały płcie u zwierząt wyższych, łącznie z odległymi ewolucyjnie ludźmi.
Grzyby nie mają chromosomów płci, podobnych do X czy Y, które determinują płeć u człowieka. W zamian mają sześć sekwencji DNA zwanych “mating-type loci“. Te loci odkryto w kilku gatunkach grzybów wyższych i wykazują one wysoki stopień zróżnicowania nawet między blisko spokrewnionymi gatunkami. Dzięki tej właściwości naukowcy mogli zbadać jak te geny ewoluowały. Badacze wysunęli hipotezę, że 6 sekwencji odnalezionych w pierwszych formach grzybów może doprowadzić do struktury “mating-type loci” u przodka w podobny sposób jak skamieniałości.
Grzyby są dobrymi organizmami modelowymi do badania ewolucji różnicowania płci u człowieka ponieważ sekwencje genetyczne determinujące płeć są mniejszymi wersjami regionów determinujących płeć występującymi w ludzkich chromosomach. Aby zidentyfikować “mating-type loci” u Phycomyces naukowcy użyli komputerów w celu porównania znanych “mating-type loci” w genomach innych linii grzybowych i później do mapowania genetycznego. Wewnątrz wyizolowanych odcinków DNA zidentyfikowali 2 wersje genu, które regulują cechy płciowe i określili je jako sexM (sex minus) i sexP (sex plus). Osobniki z różnymi wersjami genów płci mogą się ze sobą krzyżować dając zdolne do rozrodu potomstwo.
Obie wersje genu sexM oraz sexP kodują pojedyncze białko zwane białkiem zawierającym domenę o wysokiej mobilności grup (HMG), które jest podejrzewane o rolę w różnicowaniu płci w dotąd nieznanym procesie. Białko jest bardzo podobne do białka SRY kodowanego przez sekwencje na chromosomie Y, które odpowiada za rozwój cech męskich u płodu. Takie podobieństwo sugeruje, że białka zawierające domenę HMG mogą wskazać na początki ewolucyjne determinacji płci zarówno u grzybów jak u ludzi.
Grupa badaczy zaproponowała, że sexM i sexP były początkowo jednym genem, w którym doszło do inwersji. Nowe wersje wyewoluowały ostatecznie w dwa oddzielne geny płci. Ten sam proces prawdopodobnie był odpowiedzialny za ewolucję męskiego chromosomu Y.
Kolejnym celem naukowców jest identyfikacja 6 regionów u innych grzybów takich jak Rhizopus oryzae aby lepiej zrozumieć jak białka zawierające domenę HMG kontrolują determinację płci u grzybów.
Joanna Kasprzak (Czwojdrak)
źródło: Duke University News
———————————
Oryginalna publikacja: Alexander Idnurm et al., “Identification of the sex genes in an early diverged fungus”, Nature 451, 193-196 (10 January 2008), doi:10.1038/nature06453
