O formă de viaţă cu 7 sexe îşi dezvăluie secretele

Oamenii de ştiinţă cunosc de peste 50 de ani faptul că un organism microscopic, numit Tetrahymena thermophila, are 7 sexe - 7 tipuri de celule -, dar nu nimeni nu ştia cum sunt determinate aceste sexe. O echipă internaţoonală de cercetători a reuşit însă, recent, să dezvăluie misterele structurii complexe a populaţiilor acestui organism.

Studiul a fost realizat de cercetători de la Universitatea California - Santa Barbara, Institutul de Hidrobiologie al Academiei Chineze de Ştiinţe şi Institutul J. Craig Venter din SUA, rezultatele fiind publicate în jurnalul PLOS Biology.

Oamenii de ştiinţă au reuşit să identifice genele care determină împărţirea pe sexe a protozoarului  Tetrahymena thermophila, dezvăluind totodată procesul neobişnuit de rearanjare a fragmentelor de ADN, necesar pentru determinarea diferenţelor între sexe.

Descoperirea are implicaţii importante şi pentru sănătatea umană, în diverse aspecte, de la transplantul de ţesuturi la cancer, inclusiv aşa-numita alorecunoaştere - capacitatea organismului de a distinge propriile sale ţesuturi de cele străine, proces care reprezintă prima linie de apărare imunitară împotriva infecţiilor.

Prin acest studiu, cercetătorii au arătat că la acest organism unicelular şi multisexuat, sexul descendenţilor este determinat la întâmplare, printr-o serie de recombinări genomice, prin asamblarea unor fragmente de ADN pentru a genera, la o anumită pereche de gene (implicată în determinarea sexului celulei), o  structură ce variază de la un sex la altul.

Tetrahymena thermophila aparţine unui grup de prozoare numite ciliate, care prezintă particularitatea  de a avea două nuclee: un micronucleu sau „nucleu germinal” şi un macronucleu sau „nucleul somatic”. Informaţia genetică necesară pentru formarea celulelor-fiice este stocată în nucleul germinal (echivalent cu ovarele sau testiculele la om), în timp ce transcrierea genelor (copierea lor din ADN în ARN, în vederea decodificării ulterioare a informaţiei genetice, pentru sinteza proteinelor) are loc în nucleul somatic.

Ciliataele se pot reproduce atât asexuat, cât şi sexuat, iar la  Tetrahymena thermophila reproducerea sexuaită este un proces complex şi interesant, ca urmare a existenţei atâtor sexe. Sexul descendenţilor este determinat în cursul împerecherii, când fecundarea duce la formarea a noi nuclee germinale şi somatice, „fabricate” cu ajutorul  materialului genetic provenit de la nucleele germinale ale ambilor părinţi.

Autorii studiului au utilizat un tip special de protozoare  Tetrahymena thermophila, mutante, care au doar 6 sexe în loc de 7. Ei au constatat că nucleul germinal conţine un set de perechi de gene (legate de determinarea sexului) incomplete, dar cu organizare similară - câte una pentru fiecare sex. În nucleul somatic nou format, este asamblată o singură pereche de gene, prin completarea uneia dintre perechile incomplete şi degradarea celorlalte cinci.

În felul acesta, fiecare celulă rămâne cu o singură pereche de gene pentru detreminarea sexului.

Interesant este că sexele părinţilor nu au nicio influenţă asupra sexului descendenţilor. Mecanismul determinării sexelor la urmaşi se bazează numai pe hazard, ca la jocurile de noroc.

Înţelegând acest proces la Tetrahymena thermophila, oamenii de ştiinţă ar putea afla informaţii aplicabile în medicină. Genomul de la Tetrahymena thermophila are aproximativ acelaşi număr de gene ca şi genomul uman, iar la multe dintre aceste gene se poate recunoaşte o structură similară cu cea a genelor de la om. De aceea,  Tetrahymena thermophila este utilizată în cercetările de biologie drept un aşa-numit organism model, pe care pot fi studiate probleme de biologie (importante şi pentru biologia umană) fără constrângerile implicate de cercetările pe oameni.