Fotos de flores femeninas y masculinas (arriba) y los cromosomas X e Y (abajo) en Silene latifolia .

flores femeninas y masculinas (arriba) y los cromosomas X e Y (abajo) en Silene latifolia .

Los pájaros lo hacen, las abejas lo hacen, y ahora parece que incluso las plantas lo hacen. No, no es lo que estás pensando. La reproducción sexual es, obviamente, bien conocido en las plantas. Por el contrario, el fenómeno en cuestión está igualando la expresión de los cromosomas sexuales en hombres y mujeres. En los animales donde los machos son XY y las mujeres son XX, el cromosoma Y ha perdido la mayor parte de sus genes, por lo que la expresión del cromosoma X se ajusta para mantener el equilibrio entre los sexos. En las personas, las mujeres inactivar uno de sus cromosomas X. La mosca de la fruta Drosophila melanogaster toma el enfoque opuesto, con los varones hiper-expresan sus genes ligados al X. Se llama compensación de la dosis, el equilibrio de tales se encuentra en muchos animales, pero se cree que estar ausente en las plantas. Ahora, sin embargo, en este número de PLoS Biology , Gabriel Marais y sus colegas informan la primera evidencia de compensación de la dosis en la planta de Silene latifolia , o colleja blanca, junto con una visión de cómo evoluciona este fenómeno.

Al igual que en los mamíferos y las moscas de la fruta, la S. latifolia varones son XY y las mujeres son XX. La visión clásica sostiene que hay tres pasos en la evolución de la compensación de la dosis: la recombinación entre los cromosomas X e Y se suprime, se degenera Y, y esta pérdida masiva de genes del cromosoma Y se compensa con compensación de la dosis del cromosoma X. Sin embargo, los cromosomas sexuales de los animales comenzaron a evolucionar hace mucho tiempo que el proceso es demasiado avanzado como para trazar su curso. Los cromosomas humanos sexuales se originó alrededor de 150 millones de años, por ejemplo, y el cromosoma Y ha perdido un 97% de sus genes. En contraste, los cromosomas sexuales se encuentran todavía en las primeras etapas de la evolución en el S. latifolia , por lo que es un buen sistema para el estudio de este proceso.

Al igual que los cromosomas sexuales de los animales, S. latifolia cromosomas X e Y se han ido dejado de recombinación y el cromosoma Y está degenerando. Sin embargo, el trabajo sobre la evolución de los cromosomas sexuales en esta planta se ha visto limitado por el pequeño número de conocidos los genes ligados al sexo. Para identificar más S. latifolia genes ligados al sexo, los investigadores utilizaron una nueva técnica llamada secuenciación del ARN, que las dos secuencias y las estimaciones de la abundancia de ARNm. Se han identificado más de 1.700 genes ligados al sexo, con un incremento de 100 veces el número conocido previamente. A continuación, los investigadores evaluaron la degeneración de la S. latifolia cromosoma Y mediante la comparación de los niveles de expresión de X e Y los genes ligados en los hombres. De acuerdo con la investigación sobre los ya conocidos los genes ligados al sexo, los resultados confirmaron que los niveles de expresión promedio de y los genes ligados fueron inferiores a los de sus contrapartes ligados al cromosoma X.

La reducción de expresión se ajusta a la degeneración en curso del cromosoma Y, que plantea la cuestión de si S. latifolia también tiene compensación de la dosis. Los investigadores evaluaron mediante la comparación de la expresión de sexo vinculados al cromosoma genes en hombres y mujeres. Si S. latifolia carecía de compensación de la dosis, la expresión de genes ligados al X en los hombres sería la mitad de la observada en hembras. De hecho, esto es cierto para los genes que se sigue la copia Y-ligada expresadas. Sin embargo, para los genes con expresión Y reducida, la expresión de la copia ligada a X era casi tan alto en machos como en hembras. Esto sugiere que, como moscas de la fruta, S. latifolia compensa expresión Y reducida mediante el aumento de expresión X en los machos. Los investigadores luego excluyeron los genes de los cromosomas sexuales que se expresan más en hombres que en mujeres. Tales prejuicios de los hombres los genes no están sujetos a compensación de la dosis en otras especies, y constituían el 25% de los recientemente identificados genes ligados al sexo en S. latifolia . Análisis de los niveles de expresión de los restantes 75% reveló que en los machos, la expresión de la versión X-ligado de un gen aumenta en proporción a la caída en la expresión de la versión de Y-ligado, reforzando la conclusión de que la dosis de compensación está evolucionando gradualmente en S . latifolia en forma fragmentaria.

El hallazgo de que S. latifolia equilibra expresión del cromosoma X entre los sexos en contradicción con un reciente estudio realizado por Fotos de flores femeninas y masculinas (arriba) y los cromosomas X e Y (abajo) en Silene latifolia .

sujetos a compensación de la dosis en otras especies, y constituían el 25% de los recientemente identificados genes ligados al sexo en S. latifolia . Análisis de los niveles de expresión de los restantes 75% reveló que en los machos, la expresión de la versión X-ligado de un gen aumenta en proporción a la caída en la expresión de la versión de Y-ligado, reforzando la conclusión de que la dosis de compensación está evolucionando gradualmente en S . latifolia en forma fragmentaria.

El hallazgo de que S. latifolia equilibra expresión del cromosoma X entre los sexos en contradicción con un reciente estudio realizado por otro equipo de investigación (Chibalina y Filatov [2011] Curr Biol 21: 1475), que concluyó que S. latifolia carece de compensación de la dosis. Sin embargo, Marais y sus colegas argumentan que, si se analiza de manera diferente, los resultados del estudio anterior de hecho puede apoyar compensación de la dosis también. El otro equipo basó su conclusión en el hecho de que los niveles de expresión de X no eran iguales en hombres y mujeres. Sin embargo, Marais y sus colegas señalan que el nivel de expresión X en los machos fue todavía considerablemente mayor que lo esperado en ausencia de compensación de la dosis. En lugar de ser un medio tan alto, el nivel medio de expresión X en los hombres fue casi el 70% de las hembras, lo que sugiere que no hay compensación de la dosis de muchos genes. Por otra parte, la dosis de compensación parcial es de esperar en un sistema en el que todavía está evolucionando.

Además de ser el primero en apoyar la existencia de compensación de la dosis en las plantas, este trabajo proporciona el ejemplo más temprano de expresión evolutivamente X equilibrada entre los sexos. En animales, la compensación de la dosis se ha encontrado sólo en los sistemas de cromosomas sexuales que son más de 10Fotos de flores femeninas y masculinas (arriba) y los cromosomas X e Y (abajo) en Silene latifolia .