Los detalles se recogen en un estudio internacional publicado recientemente que abre nuevas perspectivas sobre la flexibilidad evolutiva de la reproducción en el reino animal.
Una investigación internacional en la que ha participado el Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC) ha revelado un mecanismo evolutivo hasta ahora desconocido en la biología reproductiva de los vertebrados. El estudio, publicado recientemente en la prestigiosa revista Science Advances, muestra que un gen crucial para la formación de las hembras ha sido modificado a lo largo de la evolución hasta convertirse en el gen maestro que desencadena el desarrollo de los machos.
Hasta ahora se conocían casos puntuales en los que determinados genes que participaban en la diferenciación de un sexo podían modificar parcialmente su expresión para intervenir en la diferenciación del sexo contrario. Sin embargo, esta investigación aporta la primera evidencia en vertebrados en la que un componente funcional del nodo femenino adquiere la capacidad de gobernar completamente el proceso opuesto, ejerciendo la función de regulador de la masculinidad.
El gen implicado ha sido identificado como figlaY, localizado en el cromosoma Y de la tilapia de Mozambique (Oreochromis mossambicus). En la inmensa mayoría de vertebrados, el gen homólogo original, llamado figla, es un factor de transcripción esencial para el desarrollo de los ovocitos en las hembras. En esta especie de pez, el gen sufrió un proceso de duplicación y truncamiento genético, y se trasladó al cromosoma masculino.
La aportación específica del equipo del ICM-CSIC, liderado por el investigador Francesc Piferrer, ha sido la concepción y supervisión del estudio, así como la interpretación de resultados y la contribución a la redacción del manuscrito.
El papel de los transposones o "genes saltarines"
El análisis genómico ha revelado que los responsables de esta reorganización estructural fueron los transposones, también llamados "genes saltarines", ya que son elementos móviles del genoma. Estos elementos alteraron la secuencia reguladora del gen duplicado, confiriéndole una función dominante-negativa. Esta modificación bloquea directamente el desarrollo de la vía femenina y promueve de manera imperativa la formación de los testículos.
Para validar experimentalmente el papel de este gen, el equipo investigador aplicó la tecnología de edición genética CRISPR-Cas9 para inhibir la expresión de figlaY en embriones genéticamente machos (XY). Los ejemplares en los que se desactivó el gen desarrollaron ovarios totalmente funcionales y se convirtieron en hembras, confirmando que este factor es indispensable y suficiente para determinar el sexo masculino en la especie.
Implicaciones para la biología y la acuicultura
El descubrimiento pone de manifiesto que la determinación del sexo en los vertebrados posee una flexibilidad molecular muy superior a la descrita hasta ahora, demostrando que las redes génicas pueden reclutar elementos de rutas alternativas para establecer nuevos sistemas de regulación.
Más allá de su relevancia científica en el ámbito de la evolución, el hallazgo tiene un interés práctico destacado para el sector de la acuicultura. La tilapia es uno de los peces más cultivados a escala global y la producción de poblaciones monosexo es una práctica habitual para la optimización de la producción de este recurso alimentario.