Duplikovaný gen Masculinizer a determinace pohlaví u zavíječe moučného

Popis obrázku: Levý panel: Exprese genů EkMasc (A) and EkMascB (B) během rané embryogeneze u samičích (růžová) and samčích (modrá) vzorků Ephestia kuehniella. Statisticky průkazné rozdíly mezi pohlavími jsou označeny hvězdičkami; hpo, hodiny po nakladení vajíček. Pravý panel: zavíječ moučný (Ephestia kuehniella) a jeho systém pohlavních chromosomů WZ/ZZ.

Kaskáda genů určujících pohlaví u bource morušového (Bombyx mori) se značně liší od ostatních skupin hmyzu. Vývoj samic bource je řízen malou RNA, tzv. Fem piRNA, která je exprimována z pohlavního chromosomu W během rané embryogeneze. Fem piRNA umlčuje gen Masculinizer (Masc), čímž blokuje samčí dráhu a vede k vývoji samic. V současné době není známo, zda tato kaskáda řídí pohlaví i u ostatních zástupců řádu Lepidoptera (motýli). V naší laboratoři jsme na pohlavním chromosomu Z identifikovali ortolog genu Masc u zavíječe moučného (Ephestia kuehniella) a objevili jeho funkční duplikaci, jež dosud nebyla zjištěna u žádného jiného druhu motýla. Dvěma způsoby jsme pak prokázali, že geny EkMasc a/nebo EkMascB hrají zásadní roli v maskulinizaci: (i) oba geny vykazují vrchol exprese během rané embryogeneze u samčích, ale ne u samičích embryí a (ii) jejich současné umlčení RNA interferencí (RNAi) vede v samčích embryích k sestřihu genu doublesex (Ekdsx) specifickému pro samice a ke změně poměru pohlaví ve prospěch samic. Naše výsledky svědčí o zachované roli duplikovaného genu Masc při určení pohlaví zavíječe moučného.

Visser S., Voleníková A., Nguyen P., Verhulst E. C., Marec F. (2021) A conserved role of the duplicated Masculinizer gene in sex determination of the Mediterranean flour moth, Ephestia kuehniella. PLoS Genetics 17: e1009420. DOI: 10.1371/journal.pgen.1009420