Liu, X., Y. Zhu, Y. Wang, W. Li, X. Hong, X. Zhu & H. Xu (2020): Comparative transcriptome analysis reveals the sexual dimorphic expression profiles of mRNAs and non-coding RNAs in the Asian yellow pond turtle (Mauremys mutica). – Gene 750: 144756.

Vergleichende Transkriptomanalysen verweisen auf einen Geschlechtsdimorphismus bei den Expressionsprofilen der mRNS’s und bei den nicht-kodierenden RNS’s bei der asiatischen gelben Sumpfschildkröte (Mauremys mutica).

DOI: 10.1016/j.gene.2020.144756 ➚

Nicht-kodierende RNSs (ncRNSs) einschließlich der langen ncRNSs (lncRNSs), der zirkulären RNSs (circRNSs) sowie der mikroRNSs (miRNSs) wurden ausgiebig in verschiedensten biologischen Prozessen wie zum Beispiel bei der Entstehung von Krankheiten und der Zellvermehrung untersucht, aber ihre Rolle bei der Geschlechtsdifferenzierung von Organismen bleibt ungeklärt. In dieser Studie verglichen wir die Transkriptomprofile von männlichen und weiblichen Geschlechtsorganen bei Mauremys mutica. Insgesamt fanden wir 8.237 unterschiedlich exprimierte Gene (DEGs) sowie 9.573 DE lncRNSs, 84 DE circRNSs und 665 DE miRNSs die in männlichen und weiblichen Gonaden unterschiedlich exprimiert wurden. Anhand der Genontologie (GO) und der Kyoto Enzyklopädie für Gene und Genome (KEGG) für die DE RNSs konnten wir zeigen, dass die DE mRNSs aufgrund ihrer GO-Terminologie sich folgenden Reaktionswegen zu ordnen lassen wie der Reproduktion, Reproduktionsprozessabläufen und den Signalwegen für „Fokale Adhäsion“ sowie denen der Meiose bei den Oozyten. Zusätzlich zeigte sich ein Netzwerk von Co-Expressionen während der Gametogenese mit Genen die in die Geschlechtsausprägung involviert sind wie dmrt3a, tdrd7, sox14, etc und diese waren wiederum sehr eng assoziiert mit dem Expressionsniveau der zugehörigen ncRNSs. Interessanterweise waren die dmrt1 circRNS und deren zugehörige Ziel-RNS sowohl im Hoden der adulten Männchen wie auch während der Männchen-produzierenden Temperaturphase in den Embryonen hochreguliert. Unsere Befunde demonstrieren klar geschlechtsdimorphe Expressionsprofile für mRNSs und ncRNSs in den Gonaden von Schildkröten. Letzteres liefert klare Indices für die Aufklärung der molekularen Mechanismen bei der Geschlechtsausdifferenzierung für Schildkröten auch bei jenen Spezies mit anderen umweltgesteuerten Geschlechtsausprägungsmechanismen.

Kommentar von H.-J. Bidmon

Sicher eine manchmal nicht leicht zu verstehende Arbeit, die uns aber mal wieder vor Augen führt wie vielfältig die molekulargenetischen Mechanismen in Bezug zur Geschlechtsausprägung und in Bezug zur weiblichen und männlichen Entwicklung auch bei Schildkröten sind. Ja, und letztendlich da viele dieser genetischen Expressionsmuster sich auch auf das Wachstum auswirken liegt es nahe, dass sie auch auf adaptive Veränderungen die durch andere Umweltfaktoren als die geschlechtsfestlegende Temperatur beeinflusst werden was dann auch zu durch die Umwelt bedingten morphologischen Anpassungen und Veränderungen führen kann. Ob die dann gleich auf taxonomische Unterschiede hindeuten würden bleibt fraglich? Sie könnten aber durchaus eine Lokalpopulation charakterisieren. Siehe auch Bidmon (2018); Ge et al. (2018); Radhakrishnan et al. (2018); Weber et al., 2020.

Literatur

Bidmon, H.-J. (2018): Das Humangenomprojekt, Epigenetik und die Zukunft von Reptilien temperaturabhängiger Geschlechtsausprägung – Ein Kommentar. – Schildkröten im Fokus 15(3): 11-18, 2018 ➚.

Ge, C., J. Ye, C. Weber, W. Sun, H. Zhang, Y. Zhou, C. Cai, G. Qian & B. Capel (2018): The histone demethylase KDM6B regulates temperature-dependent sex determination in a turtle species. – Science 360(6389): 645-648 oder Abstract-Archiv.

Radhakrishnan, S., R. Literman, J. L. Neuwald & N. Valenzuela (2018): Thermal Response of Epigenetic Genes Informs Turtle Sex Determination with and without Sex Chromosomes. – Sexual Development 12: 308-319 oder Abstract-Archiv.

Weber, C., Y. Zhou, G. W. Lee, L. L. Looger, G. Qian, C. Ge & B. Capel (2020): Temperature-dependent sex determination is mediated by pSTAT3 repression of Kdm6b. – Science 368(6488): 303-306 oder Abstract-Archiv.