Os cientistas sabem que a determinação do sexo nos vertebrados acontece nas células germinativas, as células reprodutivas do corpo, e nas células somáticas, as células que não são células reprodutivas. No entanto, eles não entenderam completamente os mecanismos pelos quais isso acontece. Para compreender melhor o processo de determinação do sexo das células germinativas, uma equipe de pesquisa analisou células germinativas em galinhas usando sequenciamento de RNA para prever o mecanismo que determina o sexo. Seu estudo fornece informações sobre o mecanismo de determinação do sexo em aves.
A equipe de pesquisa da Universidade de Hiroshima publicou suas descobertas na revista Scientific Reports em 17 de agosto de 2022.

"Embora estudos anteriores tenham demonstrado que as células germinativas primordiais de frango possuem uma característica na determinação do sexo, seu mecanismo ainda não está claro. mecanismo de determinação do sexo", disse Kennosuke Ichikawa, pesquisador de pós-doutorado no Centro de Inovação em Edição de Genoma da Universidade de Hiroshima. Esta pesquisa é a primeira a prever o mecanismo de determinação do sexo comparando os perfis de expressão gênica de células germinativas primordiais aviárias em cada estágio embrionário, bem como usando um teste de estimulação.

As aves possuem mecanismos únicos de determinação do sexo, que são diferentes dos mamíferos. Nos mamíferos, que possuem um sistema de cromossomos sexuais XX (feminino)-XY (masculino), sua determinação sexual depende da ação do cromossomo Y. Nas aves, que possuem um sistema de cromossomos sexuais ZZ (macho)-ZW (fêmea), seu sexo depende da ação do cromossomo Z. No entanto, o mecanismo molecular da determinação do sexo permanece obscuro. O desenvolvimento das glândulas reprodutivas chamadas gônadas, em ovários ou testículos, e o desenvolvimento de outras características sexuais são pelo menos parcialmente autônomos das células. A investigação dos pesquisadores sobre o mecanismo de determinação do sexo em aves fornece uma visão sobre a evolução dos mecanismos de determinação do sexo dos vertebrados.

Para investigar os mecanismos subjacentes à determinação do sexo em células germinativas aviárias, a equipe purificou as células germinativas primordiais masculinas e femininas do sangue e das gônadas, usando classificação celular ativada por fluorescência. Com este processo alcançaram uma pureza superior a 96%. Eles determinaram os perfis de expressão gênica das células germinativas primordiais em cada estágio de desenvolvimento para cada sexo usando análise de sequenciamento de RNA, onde o sequenciamento de próxima geração é usado para examinar a quantidade e as sequências de RNA em uma amostra. Em seguida, os pesquisadores previram o mecanismo de determinação do sexo das células germinativas primordiais usando análise bioinformática, onde ferramentas de computador são usadas para entender dados biológicos. To evaluate the prediction, they stimulated male primordial germ cells with retinoic acid in vitro, and examined the changes in gene expression.

Before settling in the gonads, the female circulating primordial germ cells obtained from blood displayed sex-biased expression. The primordial germ cells from the gonads also exhibited sex-biased expression, and the number of female-biased genes detected was higher than that of male-biased genes. The team realized that the female-biased genes in the primordial germ cells were enriched in some metabolic processes. To reveal the mechanisms underlying this process, the researchers performed stimulation tests.

The team used retinoic acid to stimulate the cultured primordial germ cells collected from male embryos. This stimulation resulted in the upregulation—the process where a cell's components increase—of several female-biased genes. Overall, their results suggest that sex determination in avian primordial germ cells involves aspects of both cell-autonomous and somatic-cell regulation. Moreover, it appears that sex determination occurs earlier in females than in males.

"We successfully predicted female-specific potential processes and pathways in chicken primordial germ cells. We believe our data set can significantly contribute to elucidating the avian sex determination mechanism," said Ichikawa.

Looking ahead to future work, the team plans to use the data set to identify the key molecules directly inducing the feminization of chicken primordial germ cells. "The ultimate goal of this study is to elucidate the sex determination mechanism and then establish a sex selection method in chickens using genome editing targeting the key molecules," said Ichikawa. + Explorar mais

Male-biased protein expression discovered in fruit flies