Los científicos saben que la determinación del sexo en los vertebrados tiene lugar en las células germinales, las células reproductivas de un cuerpo, y en las células somáticas, las células no reproductivas. Sin embargo, no han entendido completamente los mecanismos por los cuales esto sucede. Para comprender mejor el proceso de determinación del sexo de las células germinales, un equipo de investigación analizó las células germinales de pollos mediante secuenciación de ARN para predecir el mecanismo que determina el sexo. Su estudio proporciona información sobre el mecanismo de determinación del sexo en las aves.

Los científicos saben que la determinación del sexo en los vertebrados tiene lugar en las células germinales, las células reproductivas de un cuerpo, y en las células somáticas, las células no reproductivas. Sin embargo, no han entendido completamente los mecanismos por los cuales esto sucede. Para comprender mejor el proceso de determinación del sexo de las células germinales, un equipo de investigación analizó las células germinales de pollos mediante secuenciación de ARN para predecir el mecanismo que determina el sexo. Su estudio proporciona información sobre el mecanismo de determinación del sexo en las aves.

El equipo de investigación de la Universidad de Hiroshima publicó sus hallazgos en la revista Informes científicosa Naturaleza Lanzado el 17 de agosto de 2022.

«Si bien estudios anteriores han demostrado que las células germinales primordiales de pollo poseen una característica distintiva en la determinación del sexo, su mecanismo sigue sin estar claro. Para resolver este desafío, descubrimos perfiles de expresión génica de células germinales primordiales masculinas y femeninas de embriones de pollo tempranos y luego predijimos el mecanismo de determinación del sexo», dijo Kennosuke Ichikawa, investigador postdoctoral en el Centro de Innovación de Edición del Genoma de la Universidad de Hiroshima. Esta investigación es la primera en predecir el mecanismo de determinación del sexo comparando los perfiles de expresión génica de las células germinales primordiales aviares en cada etapa embrionaria y utilizando un ensayo de estimulación.

Las aves tienen mecanismos únicos de determinación del sexo que difieren de los mamíferos. En los mamíferos que tienen un sistema cromosómico sexual XX (hembra) – XY (macho), la determinación de su sexo depende de la acción del cromosoma Y. En las aves que tienen un sistema cromosómico sexual ZZ (macho) – ZW (hembra), su sexo depende de la acción del cromosoma Z. Sin embargo, el mecanismo molecular de la determinación del sexo sigue sin estar claro. El desarrollo de las glándulas reproductivas, llamadas gónadas, en ovarios o testículos, y el desarrollo de otras características sexuales son, al menos parcialmente, autónomos de las células. El estudio del mecanismo de determinación del sexo en las aves da a los investigadores una idea de la evolución de los mecanismos de determinación del sexo en los vertebrados.

Para estudiar los mecanismos que subyacen a la determinación del sexo en las células germinales aviares, el equipo purificó las células germinales primordiales masculinas y femeninas de la sangre y las gónadas mediante la clasificación celular activada por fluorescencia. Con este proceso, lograron una pureza de más del 96 por ciento. Determinaron los perfiles de expresión génica de las células germinales primordiales en cada etapa de desarrollo para cada sexo mediante el análisis de secuencias de ARN, que utiliza la secuenciación de próxima generación para examinar la cantidad y las secuencias de ARN en una muestra. Luego, los investigadores predijeron el mecanismo de determinación del sexo de las células germinales primordiales mediante el análisis bioinformático, que utiliza herramientas computacionales para comprender los datos biológicos. Para evaluar la predicción, estimularon las células germinales primordiales masculinas con ácido retinoico. in vitroy estudió los cambios en la expresión génica.

Antes de establecerse en las gónadas, las células germinales primordiales circulantes derivadas de la sangre femeninas mostraron una expresión específica del sexo. Las células germinales primordiales de las gónadas también mostraron una expresión específica del sexo, y el número de genes orientados a mujeres detectados fue mayor que el de genes orientados a hombres. El equipo descubrió que los genes dirigidos a mujeres se enriquecían en las células germinales primordiales durante algunos procesos metabólicos. Para descubrir los mecanismos subyacentes a este proceso, los investigadores realizaron pruebas de estimulación.

El equipo usó ácido retinoico para estimular las células germinales primordiales cultivadas recolectadas de embriones masculinos. Esta estimulación condujo a la regulación positiva, el proceso por el cual aumentan los componentes de una célula, de varios genes femeninos. En general, sus resultados indican que la determinación del sexo en las células germinales primordiales aviares implica aspectos tanto de la regulación celular autónoma como de la célula somática. Además, la determinación del sexo parece ocurrir antes en las mujeres que en los hombres.

«Hemos predicho con éxito los procesos y vías potenciales específicos de las hembras en las células germinales primordiales de pollo. Creemos que nuestro conjunto de datos puede contribuir significativamente a dilucidar el mecanismo de determinación del sexo en las aves», dijo Ichikawa.

De cara al trabajo futuro, el equipo planea utilizar el conjunto de datos para identificar las moléculas clave que inducen directamente la feminización de las células germinales primordiales de pollo. «El objetivo final de este estudio es dilucidar el mecanismo de determinación del sexo y luego establecer un método para la selección del sexo en pollos mediante el uso de la edición del genoma que se dirige a las moléculas clave», dijo Ichikawa.

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El equipo de investigación de la Universidad de Hiroshima incluye a Kennosuke Ichikawa, Yoshiaki Nakamura, Hidemasa Bono, Ryo Ezaki, Mei Matsuzaki y Hiroyuki Horiuchi. La investigación está financiada por la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia KAKENHI.

Acerca de la Universidad de Hiroshima

Desde su establecimiento en 1949, la Universidad de Hiroshima se ha esforzado por convertirse en una de las universidades más destacadas y completas de Japón para la promoción y el desarrollo de la ciencia y la educación. La universidad, que consta de 12 escuelas de pregrado y 4 escuelas de posgrado que van desde ciencias naturales hasta humanidades y ciencias sociales, se ha convertido en una de las universidades de investigación integral más prestigiosas de Japón.
Sitio web en inglés: https://www.hiroshima-u.ac.jp/en


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