Cinsiyet Değiştiren Zebra Balıklarının Genleri İncelendi
Daha yüksek su sıcaklıklarında, embriyonik zebra balığının cinsiyet değiştirdiğini duymuşsunuzdur. Bilim insanları bunun nasıl gerçekleştiği ile ilgili gen bölgelerini araştırdı. Ayrıca, sıcaklığın cinsiyet belirleme üzerindeki etkisi, hızlı iklim değişikliği ile yaşayan türler için bir felaket reçetesi olabileceğini vurguladılar.
Çalışmanın yazarı, Göttingen Üniversitesi Hayvan Bilimleri Bölümü Moleküler Hayvancılık Bilimi ve Teşhis Grubu’nda doktora sonrası araştırmacı olan Dr Shahrbanou Hosseini şunları söyledi: “Burada epigenetik değişikliklerin zebra balığı aileleri arasındaki cinsiyet oranındaki değişimi etkilediğini gösteriyoruz. Bu cinsiyeti belirlemede genotip ve çevre arasındaki etkileşime epigenetik aracılık ettiği görülüyor.” dedi.
Genler, cinsiyeti belirlemek için çevre ile etkileşime girer
Lise biyolojisinden çoğumuz kromozomal cinsiyet belirlemeye öğrenmişizdir. Ancak birçok türde cinsiyet kısmen veya tamamen çevre tarafından belirlenir. Bunlardan biri de zebra balığıdır. Zebra balığında embriyolar yumurtalık benzeri ilkel gonadlarla yumurtadan çıkar. Ancak cinsiyeti belirleyen birçok gen (kromozomlara dağılmış) ve çevre arasında bir ilişki sonucu, bireyler dişi organları ekarte ederek testise dönüştüreblir. İşte tam burada bilim insanları şu sorununcevabını aradılar: Çevre, bu türlerin genomu üzerinde hangi mekanizmalar ile bunu gerçekleştirmektedir?
Hosseini ve meslektaşları, zebra balığı üzerinde yaptığı araştırmada, bunun sebebinin DNA metilasyonu olabileceğini keşfettiler. Yüksek sıcaklığın, metil gruplarını harekete geçirerek, DNA’nın düzenleyici uzantılarına nükleobazın (sitozin) eklendiğini modellediler.
17 zebra balığı ailesinin her biri için Hossein ve ark. yaklaşık 3.5 ay sonra döllenmeden yetişkinliğe tek bir nesil yetiştirdi. Her aile yaklaşık 200 kardeşten oluşuyordu. Su sıcaklığı 28 ° C idi, ancak her ailedeki embriyoların yarısını 5 ile 24 saat arasında geçici olarak 35 °C’ye maruz bıraktılar. Bu durum, bazı dişi bireylerin genetik altyapısının değişerek erkeklere dönüşmelerine neden oldu Araştırmacılar daha zebra balığı yumurtalıklarını ve testislerini ayırdılar. Genom boyunca metillenmiş sitozinlerin oranını belirlemek için bu gonad örneklerinin 72’sinde DNA üzerinde bisülfit dizilimi (BS-Seq) adlı bir teknik uyguladılar. Daha önceki çalışmalardan cinsiyet belirlemede yer aldığından şüphelenilen 174 seçilmiş gene odaklandılar. Ayrıca, genel olarak, DNA metilasyonunun gen ekspresyonunu düzenlemek için önemli olduğu bilinen genlerin promotör bölgelerine de baktılar.
Hosseini ve arkadaşları sıcaklık ile ilgili 54 geni tanımlayabildiler. Burada, embriyonik gelişim sırasında daha yüksek sıcaklıkların yol açtığı DNA metilasyonu, cinsiyet oranını değiştirerek erkek yanlı kuluçkalar verebildiğini tespit ettiler. Burada tanımlanan genlerin bir çoğunun başka yerlerde DNA metilasyonunu çoğaltma veya düzenleme için önemli olduğunun altı çizildi.
İklim ısınması altında uyumsuz cinsiyet oranlarına eğilimli
Göttingen Üniversitesi Veterinerlik Enstitüsü’nün direktörü olan ortak yazar Prof Bertram Brenig, şu sonuca varmıştır: “Sonuçlarımız, DNA metilasyonu gibi epigenetik düzenleyici mekanizmaların, genotip-çevre cinsiyet tayini ile türlerde cinsiyeti şekillendirmede önemli olduğunu gösteriyor.” dedi.
Sonuçlarının, örneğin kertenkeleler, timsahlar ve Nil tilapia, Japon pisi balığı, Avrupa levreği ve Afrika yayın balığı gibi balıklar gibi ‘çevreye göre gen’ cinsiyet belirleme sistemine sahip diğer türlere genelleştirilebileceğinden şüpheleniyorlar.
Brenig uyardı: “Cinsiyet belirleme sistemleri sıcaklığa duyarlı olduğundan, bu türler, öngörülen küresel ısınma senaryosu altında uyumsuz, güçlü bir şekilde çarpık cinsiyet oranları ürettiklerinde yok olma riski daha yüksektir.” dedi.
