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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

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La masculinidad es cuestión de (solo dos) genes

Masculinidad en solo dos genes - Quilo de Ciencia podcast - CienciaEs.com

Se han descubierto hechos realmente sorprendentes sobre los genes que convierten en machos a la mitad de la población.

Si alguien duda aún que los genes ejercen una influencia determinante en lo que somos, no tiene más que echar un vistazo a los que determinan una condición humana muy importante: el sexo. Que seamos hombres o mujeres es, sin duda, cuestión de genes, y no de una elección personal, como sí lo es que decidamos ser ingenieros o arquitectas, siempre que la situación económica de nuestras familias lo permita.

Como casi todo el mundo educado conoce, en los mamíferos el sexo macho está determinado por la herencia de un cromosoma X de la madre y de un cromosoma Y del padre, y el sexo hembra está determinado por la herencia de un cromosoma X de cada progenitor. Este descubrimiento permitió el estudio de qué genes de estos dos cromosomas son los que determinan el desarrollo de órganos tan importantes para los machos como los testículos o el pene, y tan importantes para las hembras como los ovarios y el útero. Hoy, gracias a las técnicas de biología molecular, se han descubierto hechos realmente sorprendentes sobre los genes que convierten en machos a la mitad de la población.

Recientemente, un grupo de investigadores de las universidades de Hawái y de Marsella han publicado que de todos los genes contenidos en el cromosoma Y solo dos son necesarios para que se desarrollen machos fértiles, si bien esta fertilidad es posible solo mediante reproducción asistida. Estos genes se llaman Sry y Eif2s3y.
El gen Sry produce un factor de transcripción, es decir, una proteína que puede activar el funcionamiento de algunos otros genes. Uno de los genes más importantes inducido por Sry es el gen llamado Sox9, que es otro factor de transcripción. El funcionamiento de este último gen es necesario para que se desarrollen los túbulos seminíferos en los testículos, sin los cuales la producción de espermatozoides y de testosterona –la hormona sexual masculina– es imposible. Por otra parte, el gen Eif2s3y produce una proteína necesaria para la proliferación de las espermatogonias, que son las células precursoras de los espermatozoides. Evidentemente, sin el correcto funcionamiento de este gen los espermatozoides no pueden desarrollarse, y ¿qué macho que se precie sería ese que no puede generar espermatozoides por más testículos que tenga?
Machos sin Y
Curiosamente, los genes Sry y Eif2s3y cuentan con “colegas” en otros cromosomas que teóricamente podrían sustituir su función si esta falla. El mismo grupo de investigación anterior se pregunta por ello si esto podría ser realidad o lo es solo en teoría. Para comprobarlo, realizan una serie de interesantes experimentos con ratones de laboratorio cuyos resultados publican en la revista Science.
Para empezar, los investigadores generan ratones sin cromosoma Y a los que se les ha modificado genéticamente de manera que poseen solo un cromosoma X. Este único cromosoma X también ha sido manipulado y lleva activado el gen Sox9 (el cual, recordémoslo, es inducido por Sry) y también lleva activado el gen Eif2s3y. El resto de los genes del cromosoma Y han sido eliminados, pero los genes del único cromosoma X que poseen estos animales funcionan con normalidad, con la adición de los dos mencionados. ¿Cuál es el sexo de estos animales?
Los investigadores encuentran que estos animales son machos. Como hemos dicho, estos machos no poseen el gen Sry (solo poseen el gen Sox9), por lo que el único gen del cromosoma Y que participa en su masculinidad es Eif2s3y, el cual, en este caso, ha sido insertado en el cromosoma X.
Por si lo anterior no resultara suficientemente impresionante para demostrar que solo dos genes convierten en machos a los que de otro modo serían hembras (supuestamente), los investigadores realizan otro experimento de resultados aún más impactantes. Resulta que el gen Eif2s3y del cromosoma Y posee un “colega” muy similar a él en el cromosoma X, al cual se le llama Eif2s3x. ¿Podría este gen, si es activado artificialmente, sustituir a Eif2s3y?
Para comprobarlo, los investigadores generan una nueva estirpe de ratón que posee un solo cromosoma X al que se le ha insertado el gen Sry y al que se ha activado el gen Eif2s3x. Estos ratones también son machos. Sus testículos son pequeños, pero existen, señal inequívoca de su sexo. Además, estos ratones son capaces de generar espermatozoides funcionales que les permiten reproducirse mediante reproducción asistida (fertilización in vitro).
En los dos experimentos anteriores, al menos un gen del cromosoma Y participa en la masculinidad de los ratones. Los investigadores se preguntan por ello si podrían eliminar del genoma todos los genes del cromosoma Y por completo y aún así generar machos.
Para averiguarlo, generan ratones transgénicos que llevan los genes Sox9 y Eif2s3x activados en el cromosoma X, pero carecen por completo de cromosoma Y. Estos ratones, por tanto, llevan dos genes que no son propios del cromosoma Y, pero que podrían sustituir a los originales de dicho cromosoma.
Todos los ratones generados de este modo fueron machos, aunque la mayoría (35 de 48) tenían defectos en los testículos y no eran capaces de generar espermatozoides. El resto de los animales sí los podía generar de una manera comparable a la de los ratones anteriores que tenían el gen Sry y el gen Eif2s3x activados.
Estos estudios indican que el gen Eif2s3y probablemente deriva de su compañero en el cromosoma X, Eif2s3x, y que este gen fue fundamental para la generación de los espermatozoides a lo largo de la evolución. Además, al menos en el caso del ratón, los resultados indican que el cromosoma Y no es estrictamente necesario para la fertilidad masculina si puede utilizarse la reproducción asistida. ¿Quién lo hubiera sospechado, verdad?
Referencia: Yasuhiro Yamauchi et al. (2016). Two genes substitute for the mouse Y chromosome for spermatogenesis and reproduction. Science. 29 JANUARY 2016 • VOL 351 ISSUE 6272, pp. 514.

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Quilo de Ciencia Volumen II. Jorge Laborda
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Una Luna, una civilización. Por qué la Luna nos dice que estamos solos en el Universo

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El embudo de la inteligencia y otros ensayos

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