Para ilmuwan akhirnya memecahkan salah satu misteri paling aneh dalam biologi reptil: bagaimana naga berjanggut memutuskan jenis kelamin mereka.
Genom terobosan mengungkapkan rahasia naga berjanggut
Dua tim peneliti terpisah kini telah merilis genom referensi yang hampir lengkap dari Central Beings (Pogona Vitticeps), sebuah kadal jenis Kisaran ini secara luas di seluruh Australia Timur Tengah dan juga merupakan hewan peliharaan favorit di Eropa, Asia dan Amerika Utara.
Apa yang membuat reptil ini menonjol adalah sistem penentuan jenis kelamin yang tidak biasa: apakah itu berkembang sebagai pria atau wanita tidak hanya tergantung pada kromosom tetapi juga pada suhu di mana telur diinkubasi. Karena mekanisme ganda ini, spesies ini telah lama berfungsi sebagai model untuk mempelajari bagaimana jenis kelamin ditentukan pada hewan.
Dengan kemajuan besar dalam urutan genom, para ilmuwan akhirnya menunjukkan bidang genom tertentu dan mengidentifikasi kemungkinan penentu gender yang terkait dengan perkembangan pria. Fakta bahwa dua kelompok independen mencapai kesimpulan ini menggunakan metode yang berbeda memberikan penemuan yang jauh lebih besar.
Dalam naga berjanggut, pengaruh genetik dan lingkungan membentuk seks. Tidak seperti kebanyakan spesies, di mana jenis kelamin diatur sepenuhnya oleh kromosom, kadal ini dapat mengesampingkan genetika dalam kondisi tertentu. Ketika telur yang membawa kromosom jantan terpapar suhu inkubasi yang tinggi, penetasan dapat berkembang menjadi betina yang berfungsi penuh.
Mengungkapkan kromosom z dan w
Seperti banyak reptil dan burung, naga berjanggut menggunakan kromosom seks sistem ZZ/ZW: pria memiliki dua kromosom ZZ yang cocok, sementara wanita memiliki satu Z dan satu W. Situasi menjadi lebih kompleks karena individu ZZ yang masih bisa menjadi wanita atau diinkubasi pada suhu yang cukup hangat, tanpa mengandalkan kromosom W.
Kemajuan terbaru dalam sekuensing nanopore ultra-panjang telah memungkinkan untuk mengumpulkan kromosom seks dari telomer ke telomer (T2T) dan dengan jelas mengidentifikasi area yang tidak bergabung kembali. Ini membuatnya lebih mudah untuk mempersempit daftar kemungkinan jenis kelamin. Teknologi ini juga memungkinkan para peneliti untuk lebih membedakan versi ibu dan ayah dari genom, yang memungkinkan perbandingan langsung kromosom Z dan W untuk mendeteksi kehilangan gen atau perbedaan fungsional yang dapat menjelaskan bagaimana jenis kelamin dikendalikan pada spesies.
Dua tim, dua teknologi, satu penemuan
Makalah pertama dari para peneliti dari BGI, Akademi Ilmu Ilmu Tiongkok dan Universitas Zhejiang, menggunakan DNBSEQ bacaan pendek yang dikombinasikan dengan membaca panjang sekuenser nanopore cycloneseq baru, ini adalah genom hewan pertama yang diterbitkan menggunakan teknologi ini. Generasi gen kedua dipimpin oleh para peneliti dari University of Canberra dengan dana dari bioplatform Australia, Dewan Penelitian Australia dan Singapura Pacbio, dan dengan kontribusi pada analisis para peneliti dari Universitas Nasional AustraliaGarvan Institute for Medical Research, University of New South Wales dan Csiro Barcelona Autonomy University (UAB) di Spanyol. Majelis ini menggunakan Pacbio Hifi, Ont Uleralong membaca dan mengurutkan Hi-C.
Memiliki genom referensi yang diterbitkan menggunakan dua teknologi yang berbeda ini memungkinkan perbandingan kegembiraan dan seperti antara teknologi ONT dan Cycloneseq untuk pertama kalinya. Kedua teknologi juga saling melengkapi dengan menyelidiki pertanyaan untuk menentukan jenis kelamin menggunakan pendekatan yang berbeda.
Genom pertama menyortir naga Naga di tengah ZZ jantan untuk mengkarakterisasi semua kromosom seks z untuk pertama kalinya sementara yang kedua mengumpulkan genom individu ZW. Sequencer nanopore baru juga memungkinkan pemulihan sekitar 124 juta pasangan basa dari sekuens yang sebelumnya tidak dijelaskan dan hilang (hampir 7% dari genom), yang mencakup banyak gen dan elemen pengatur untuk lebih menjelaskan sistem penentuan gigi yang rumit.
Menunjuk ke gen seks utama
Kedua proyek mengumpulkan 1,75 rakitan genom GBP dengan kualitas sangat tinggi untuk merakit semua kecuali satu telomer, dan hanya beberapa celah yang sebagian besar terletak di mikrokomosom. Menggunakan data ini menunjukkan kromosom jenis kelamin spesifik Z dan W dirakit menjadi perancah tunggal, dan “wilayah semak pseudo” (par) di mana pasangan jenis kelamin dan kromosom rekombin juga terdeteksi pada kromosom 16.
Urutan naga jantan oleh tim BGI sedang mencari gen khusus untuk z tetapi bukan kromosom W, dan Amh Dan Song2 (Gen hormon anti-Müllerian dan reseptornya) plus BMPR1A Ditentukan sebagai kandidat yang kuat untuk penentu gender pada spesies ini. Urutan naga wanita oleh tim yang dipimpin oleh Australia menunjukkan area kandidat yang sama untuk menentukan kandidat (SDR) dari genom naga mereka, dan juga disorot Amh Dan Song2 sebagai gen kandidat yang mungkin.
Ekspresi studi dalam berbagai tahap perkembangan ditemukan Amh Memiliki pola ekspresi bias pria yang signifikan menjadikannya kandidat yang paling mungkin sebagai gen penentu jenis kelamin utama. Ekspresi diferensial gen terkait gender lainnya Nr5a1 Dalam par menunjukkan bahwa ceritanya mungkin lebih rumit, seperti Nr5a1 mengkode faktor transkripsi dengan situs pengikatan di Amh area promotor.
Tidak seperti banyak ikan yang mendaftar Amh-Seperti gen dalam menentukan jenis kelamin, salinan autosomal Amh dan gen reseptor Song2 tetap utuh dan fungsional. Bisa jadi jenis kelamin ditentukan oleh beberapa bentuk kaukus di antara gen dalam kromosom seks dari naga berjanggut yang dimoderatori oleh salinan autosom residual mereka.
TEMAN TENGARA: AMH muncul sebagai kandidat
Oleh karena itu, fokus utama majelis ini adalah penemuan elemen genetik penting untuk diferensiasi seksual pria di bertulang belakangtentang kromosom seks. Gen Amh Dan mereka yang menyandikan reseptor AMHR2 telah disalin ke kromosom Z di daerah non-kombinasi, dan oleh karena itu merupakan kandidat yang jelas untuk penentu jenis kelamin utama yang bekerja melalui mekanisme berbasis dosis pada spesies ini, sebuah penemuan yang telah menghindari penemuan selama bertahun-tahun. Tidak ada master seks yang menentukan gen yang mirip dengan Sry dalam mamalia atau Dmrt1 Pada burung hingga saat ini telah ditemukan pada spesies reptil apa pun. Pekerjaan baru ini memberikan kandidat yang jelas Amhyang ada dalam dosis ganda pada ZZ jantan dan dosis tunggal pada wanita ZW.
Arthur Georges from the University of Canberra and senior writers in the second paper said about the usefulness of this work: “We anticipate accelerated research in other fields arising from this newly available assembly, such as cranial development, brain development, behavior studies, various fields with genes searched Vertebrate and in many genes that seek in various fields of gene and other genes in determining the sex of genes and other genes in determining the sex of Gen dan gen lain dalam menentukan jenis kelamin gen dan gen lain dalam menentukan jenis kelamin gen dan gen lain dalam menentukan jenis kelamin gen dan gen lain dalam menentukan jenis kelamin gen vertebrata dan gen lain dalam menentukan jenis kelamin dan gen lain dalam menentukan jenis kelamin dan gen gen dan gen lain dalam menentukan jenis kelamin verte.
Peningkatan cepat dalam teknologi genom Cina
“Saya tidak pernah berhenti kagum dengan kecepatan kemajuan sains Tiongkok. Dalam beberapa tahun secara relatif, BGI dan perusahaan -perusahaan yang menyertainya telah mengembangkan teknologi sekuensing yang memberikan hasil sebagai hal yang baik, dan efektivitas yang lebih baik dan biaya yang lebih baik, daripada teknologi yang bersaing di pasar. Koleksi genom ini merupakan kesaksian untuk tingkat pencapaian.”
Qiye li dari BGI dan penulis senior di kertas utama penulis proyek Tiongkok menjelaskan alasan mereka untuk menggunakan pendekatan ini: “Kami memutuskan untuk mulai mengerjakan genom naga pada tahun lalu sebagai genom hewan pertama untuk sequencer baru ini karena itu adalah tahun yang lebih tinggi dan yang mendapat manfaat dari gen yang tidak disediakan oleh gen disediakan oleh siklonquonque yang sangat tidak disetujui.
Keyakinan diperkuat oleh bukti independen
Memiliki dua proyek terpisah menemukan gen master kandidat utama yang sama secara mandiri satu sama lain sangat meningkatkan kepercayaan diri dalam temuan ini. Dan secara terbuka berbagi semua data memungkinkan orang lain untuk membangun pekerjaan ini, terutama karena peran pasti dari beberapa faktor transkripsi lain yang berkontribusi terkait dengan penentuan jenis kelamin belum sepenuhnya selesai. Namun, generasi dari dua majelis genom berkualitas tinggi ini, adalah langkah besar di depan untuk memahami kisah lengkap tentang penentuan seks pada spesies ini.
Referensi:
“Perakitan genom yang hampir lengkap dari naga berjanggut Pogona Vitticeps Provides Insights into The Origin of Pogona Sex Chromosomes “by Qunfei Guo, Youuliang Pan, Wei Dai, Fei Guo, Tao Zeng, Wanyi Chen, Yaping Mi, Yanshu Zhang, Shuaizhen Shi, Wei Jiang, Huimin Cai, Beijing Wu, Yang Zhou, Ying Wang, Chentao, Xiao Shi, Xu Yan, Jungyi Chen, Chongyang Cai, Jingnan Yang, Xu Xu, Ying Gu, Yuliang Dong dan Qiye Li, 19 Agustus 2025, Gigascience.
Doi: 10.1093/gigascience/giaf079
“Dewan Genome secara bertahap telomer-ke-telomer dan anotasi untuk Australian Central Beating Dragons Pogona Vitticeps“Oleh Hardip R Patel, Kirat Alreja, Andre LM Reis, J King Chang, Zahra Chew, Hyungtaek Jung, Jillian M Hamundand, Ira W Deveson, Aurora Ruiz-Herrera, Laia Marin-Gual, Clare E Holleley, Zeuwes Zhang. Georges, Agustus, 19, 202, Zeuwes Zhang. Georges, Agustus, 20 Agustus, 202, Zeuwes Zhang. Georges, 20 Agustus, 20 Agustus, Zeuwes Zhang. Gigascience.
Dua: 10.1093/gigascience/giaf085
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan Buletin ScitechDaily.
NewsRoom.id
