Amir Fallahshahroudis forskargrupp

Sexuell fortplantning är nästan universell bland eukaryoter, där de flesta organismer existerar i två former: honor och hanar.

Genetisk och neuroendokrin reglering av fåglars reproduction

Sexuell fortplantning är beroende av könsbestämningsmekanismer som utlöser utvecklingen av dessa kön, var och en med distinkta anatomiska, fysiologiska och beteendemässiga egenskaper. Dessa mekanismer varierar dock kraftigt mellan arter, där miljö- och genetisk könsbestämning är de två huvudsakliga systemen som observeras hos djur. Inom genetisk könsbestämning finns det två primära modeller: det manliga heterogametiska systemet (XY), t.ex. hos däggdjur, och det kvinnliga heterogametiska systemet (ZW), t.ex. hos fåglar.

Hos däggdjur avgör närvaron eller frånvaron av den Y-länkade Sex-determining Region Y (SRY)-genen könet genom att aktivera det manliga eller kvinnliga specifika genuttrycksprogrammet, vilket styr den bipotentiella gonaden - den gemensamma föregångaren till könskörtlar hos båda könen - att utvecklas till antingen testiklar hos XY-individer eller äggstockar hos XX-individer. I sin tur orkestrerar de differentierade könskörtlarna andra sexuella skillnader genom produktion av hormoner. Medan detta paradigm är väl underbyggt av flera bevislinjer hos däggdjur, är mekanismen för könsbestämning hos fåglar mer komplex och mindre utforskad.

Hos fåglar hävdar det rådande könsbestämningsparadigmet att dosen av den Z-länkade DMRT1-genen är den primära könsbestämmande faktorn. Specifikt utvecklar hanar, med två Z-kromosomer (ZZ) och därmed två kopior av DMRT1, testiklar, medan honor (ZW), med en enda DMRT1-kopia, utvecklar äggstockar. Ny forskning utmanar dock denna modell och föreslår en roll för ytterligare faktorer i denna process. Genom banbrytande analys har mitt labb identifierat flera kandidatgener som sannolikt interagerar med DMRT1 för att bestämma kön.

För att undersöka rollen av dessa gener i fåglars könsbestämning använder vi en kombination av molekylärbiologiska tekniker. Specifikt använder vi små interfererande RNA (siRNA), korta hårnåls-RNA (shRNA) och CRISPR-Cas9 för att manipulera uttrycket av kandidatgener i manliga och kvinnliga embryon. Efter dessa manipulationer utför vi immunohistokemi och RNA-sekvensering för att analysera de resulterande förändringarna i genuttrycksprofiler. Detta tillvägagångssätt gör det möjligt för oss att få insikt i de nedströms effekterna av att förändra uttrycket av nyckelgener involverade i fåglars könsbestämning och att bättre förstå de molekylära mekanismerna som ligger till grund för denna process.

Gruppmedlemmar

Forskningsledare: Amir Fallahshahroudi
Gruppmedlemmar: Salar Delavari, Ying Xue

FÖLJ UPPSALA UNIVERSITET PÅ

facebook
instagram
youtube
linkedin