¿Machos sin cromosoma Y?

02/02/2016 2 comentarios
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¿Es necesaria la información genética del cromosoma Y para la determinación del sexo masculino?

En quinto curso de primaria, la profesora intentó iniciar la lección sobre educación sexual en la clase donde estaba mi hijo con una pregunta aparentemente sencilla. ¿Cuál es la diferencia entre niños y niñas? es decir ¿cuál es la diferencia entre hombres y mujeres

Supongo que intentaba entrar, de manera preliminar, en los rasgos diferenciales visibles de los caracteres sexuales secundarios. Asumo que debía esperar que los niños más avisados le contestaran que un niño tiene pene, y una niña tiene vulva o pechos. O cualquier otra respuesta parecida.

Pero se encontró con mi hijo, un niño de respuesta pronta, que levantó la mano antes que otros y le respondió, serio y convencido, que los hombres son XY y las mujeres XX. Mi hijo me comentó que la maestra se quedó sin hablar un rato, hasta que le dijo: ¡Ah! tus padres son los que investigan en genética ¿verdad? Y con este comentario-pregunta, volvió a su descripción de los rasgos diferenciales externos. Yo le respondí en casa que su respuesta era la mejor respuesta posible, porque la diferencia entre un hombre y una mujer está determinada genéticamente por los genes y la dosis de estos genes que se encuentran en los cromosomas sexuales. Y que puestos a encontrar diferencias, lo mejor era responder la pregunta identificando la causa y no describiendo las consecuencias.

Empiezo por esta anécdota porque recién acaba de publicarse en la revista Science que se han logrado ratones macho sin cromosoma Y (Yasuhiro Yamauchi1, Jonathan M. Riel1, Victor A. Ruthig1, Eglė A. Ortega1, Michael J. Mitchell, Monika A. Ward1. Science 29 Jan 2016: Vol. 351, Issue 6272, pp. 514-516; DOI: 10.1126/science.aad1795 Enlace: http://science.sciencemag.org/content/351/6272/514). Lo cual no quiere decir que la explicación sobre los cromosomas XY y XX para la determinación del sexo no sea la respuesta cierta para los mamíferos, que lo es (¡ojo con las aves, que son distintas para la determinación del sexo, al igual que otros vertebrados!).

En esta publicación, se ha modificado levemente la información genética de hembras, para que devengan machos. ¡Y esto se ha conseguido manipulando exclusivamente a dos genes de los más de 30.000 que hay en el genoma humano!

¿Cómo? A diferencia del cromosoma X, uno de los cromosomas con mayor número de genes, el cromosoma Y tiene muy pocos genes codificantes

Pero los que tiene, son muy importantes. En concreto, dos de ellos son dos genes maestro (master genes), dos factores de transcripción que controlan la expresión de otros genes relevantes para la determinación del sexo masculino, son los genes Sry y Eif2S3y

Si no hay contraorden, el manual de instrucciones básico de un feto en mamíferos es devenir hembra. Pero si está presente el gen Sry (que está en el cromosoma Y) se establece una nueva instrucción genética, la cual controla la expresión de genes que NO están en el cromosoma Y, siendo el primero y más importante de sus dianas, el gen Sox9 (del cromosoma 17). Sry, a través de Sox9, activa las vías de determinación del sexo masculino desde el feto temprano. 

Si el gen Sry o el gen Sox9 no funcionan (por mutación, porque se han inactivado o se han delecionado), a pesar de que un organismo sea XY, al no tener esta información ya no será macho, sino hembra. Si el gen Sry es movido de posición (por un error genético) o el gen Sox9 se activa sin regulación de Sry, el organismo será macho, a pesar de que sus cromosomas sean XX. Estas mutaciones genéticas (que son muy, muy infrecuentes) son la razón de que algunos humanos sean de un sexo distinto de lo que indican sus cromosomas.

Bien. Pues ¿qué pasa si hacemos un transgénico para el gen Sry, pero sin el resto de cromosoma Y, sólo con la información genética de Sry? pues que se obtiene un macho, con testículos claramente visibles, pero que es estéril porque no hace espermatozoides. Para ser fértil, necesita de otra instrucción genética, la del gen Eif2S3y. Así, si un individuo es XX, o X0 (es decir, con sólo un cromosoma X) pero al que se le ha introducido por transgénesis Sry y Eif2S3y, tenemos un macho fértil. Con sólo dos genes, con un gen tenemos la regulación de la información para hacer testículos, el otro gen es necesario para hacer espermatogénesis.

Pero ahora, en este artículo, los investigadores han dado una vuelta de tuerca más a esta historia. 

Han intentado hacer un macho sin ningún gen del cromosoma Y. ¿Cómo puede ser esto posible si son necesarios estos dos genes?

Pues han hecho un transgénico que sobre-expresa el gen Sox9 (que normalmente está silenciado si no hay Sry) y que también sobre-expresa el gen Eif2S3x, un gen muy parecido al Eif2S3y (podríamos decir que es su alter ego), pero que se encuentra en el cromosoma X y se expresa, habitualmente, muy poco. ¿Y que han obtenido? Pues organismos X0, que deberían ser hembras pero son machos. Machos fértiles si son ayudados por fecundación in vitro (los espermatozoides no son tan rápidos ni viables como deberían, el gen Eif2S3x no sería tan eficiente como el Eif2S3y).

Así que, sea como fuere, con sólo la expresión de dos genes del cromosoma Y, recapitulamos todo un cromosoma. Y si conocemos cuáles son los genes diana y lo que realizan, se puede obviar cualquier gen del cromosoma Y. 

Entonces, ¿hace falta el cromosoma Y? Cuidado, no he preguntado si hacen falta los machos. Hacer falta, hacen falta, porque lo que determina a un macho no es el cromosoma Y, sino las instrucciones genéticas que porta este cromosoma, y sobretodo, las instrucciones genéticas que regula. Para terminar ya, y como curiosidad, los primates y simios no tenemos el gen Eif2S3y. Aunque sí que tenemos su alter ego en el cromosoma X... Así que en humanos, ¿podría todo reducirse a SRY, y a SOX9? ¿haría falta otro gen que sustituya a EIF2S3Y?

Para comentarios y foto del macho sin cromosoma Y, ver el Science News. 

https://www.sciencenews.org/article/mice-can-be-male-without-y-chromosome