Noves troballes sobre els particulars cromosomes sexuals dels marsupials

Un equip de recerca internacional liderat per la UAB ha descrit nous mecanismes que regulen la formació d'espermatozoides en diverses espècies de marsupials i que difereixen dels descrits prèviament en altres mamífers, com l'ésser humà i el ratolí.

L'estudi, publicat a la revista PLoS Genetics, ha estat dirigit per Aurora Ruiz-Herrera, investigadora del Departament de Biologia Cel·lular, de Fisiologia i d’Immunologia i de l'Institut de Biotecnologia i Biomedicina (IBB), i realitzat per Laia Marín (primera autora del treball), Laura González i Gal·la Pujol, investigadores del grup de Genòmica Animal, coordinat per Aurora Ruiz-Herrera. Hi han col·laborat també investigadors de les universitats Autònoma de Madrid, la Universitat de Nova Gal·les del Sud, Melbourne i Xile.

Investigar la dinàmica de l'expressió dels gens que hi ha en els cromosomes sexuals dels marsupials pot aportar noves claus funcionals i evolutives, ja que aquest grup de mamífers constitueix la baula prèvia a la forma dels cromosomes sexuals que tenen els mamífers euteris (amb placenta interna), amb els quals comparteixen un ancestre comú de fa 185 milions d'anys.

Els cromosomes que determinen el sexe biològic d'un individu (cromosomes X i Y en mamífers) són diferents entre marsupials i mamífers euteris. La manca d'una regió compartida o homologia en els marsupials ofereix una oportunitat única per explorar el comportament dels seus cromosomes sexuals durant la meiosi, procés pel qual es formen els gàmetes (òvuls i espermatozoides). El treball descriu diferents configuracions i comportaments dels cromosomes sexuals durant la meiosi i una reducció de la recombinació cromosòmica. “Mostra que la regulació dels seus cromosomes sexuals és diferent, no sols respecte als mamífers euteris, sinó també entre diverses espècies de marsupials, la qual cosa podria presentar importants conseqüències funcionals i evolutives per a la correcta formació de gàmetes”, assenyala Aurora Ruiz-Herrera.

La recerca inclou també la inèdita detecció en mamífers d'un mecanisme relacionat amb l'allargament dels extrems dels seus cromosomes, els telòmers, durant la formació d'espermatozoides. Conegut com ALT, aquest mecanisme "va ser inicialment associat exclusivament a cèl·lules tumorals, però ara hem descobert que també es troba regulant els telòmers durant la formació d'espermatozoides, almenys en algunes espècies de marsupials”, explica Laia Marín. “De fet, els futurs estudis del mecanisme ALT en cèl·lules precursores dels espermatozoides proporcionaran noves perspectives respecte al paper que la regulació dels telòmers juga en l'alta incidència de tumors detectats en algunes espècies de marsupials”, afegeix.

L'estudi s'ha realitzat a partir de teixit testicular de dues espècies de marsupials australians (dama ualabi i el ratolí marsupial de cua gruixuda) i una espècie de marsupial sud-americà (la marmosa elegant). Actualment existeixen al voltant d'unes 270 espècies de marsupials, la major part d'elles a Austràlia i en menor proporció en el continent americà.

La recerca evidencia que els marsupials són un bon model per explorar la gran diversitat en els mecanismes que regulen la formació de gàmetes i suposa un avanç en el coneixement sobre la funció de l'organització del genoma de les espècies.

“L'estudi comparatiu del procés de formació de gàmetes en diferents espècies de mamífer mostra que existeixen diferències entre diferents grups filogenètics amb importants implicacions funcionals i evolutives”, conclou Aurora Ruiz-Herrera.

Article: Marín-Gual et al. (2022). Strategies for meiotic sex chromosome dynamics and telomeric elongation in Marsupials. PLoS Genetics 18(2): e1010040. doi: 10.1371/journal.pgen.1010040. https://dx.plos.org/10.1371/journal.pgen.1010040