Des chercheurs de l’Institut Leibniz d’écologie des eaux douces et des pêches intérieures (IGB) et de l’Université nationale de Singapour ont identifié un locus génétique responsable de la détermination du sexe chez le crapaud vert européen. Cela révèle seulement le deuxième mécanisme génétique connu pour la différenciation sexuelle chez les amphibiens. L’étude a été publié dans la revue Communications naturelles.
Chez la plupart des vertébrés, deux sexes biologiques distincts se développent et, à quelques exceptions près, sont déterminés par les chromosomes sexuels. Cependant, les amphibiens ont souvent des chromosomes sexuels indiscernables au microscope, les mâles (XY) ou les femelles (ZW) ayant des chromosomes sexuels différents.
Le génome des amphibiens est généralement nettement plus grand que celui des humains. Il n’est donc pas surprenant que jusqu’à présent, un seul gène déterminant le sexe ait été identifié chez une espèce modèle fréquemment étudiée, la grenouille africaine à griffes. On ne sait toujours pas si d’autres gènes sont également importants pour la différenciation sexuelle chez plus de 8 600 espèces d’amphibiens.
Aujourd’hui, une équipe de recherche dirigée par l’IGB a identifié un locus génétique pour la détermination du sexe chez le crapaud vert européen. « La détermination génétique du sexe chez les amphibiens constitue encore une lacune majeure dans les connaissances. Cependant, il est très important de comprendre la régulation génétique de la reproduction chez les amphibiens car, en tant que créatures semi-aquatiques, ils réagissent de manière très sensible aux polluants environnementaux hormonalement actifs, appelés perturbateurs endocriniens, avant et après la métamorphose », a déclaré le Dr Matthias Stöck, chercheur à l’IGB, qui a dirigé l’étude.
Le séquençage et l’analyse des génomes complets d’un crapaud vert femelle et mâle ont permis pour la première fois d’identifier des différences structurelles entre des chromosomes X et Y par ailleurs très similaires. Ce locus déterminant le sexe comprend un long ARN non codant (lncRNA) et est situé dans la région régulatrice 5′ du gène bod1l. « L’ARN non codant spécifique à Y n’est exprimé que chez les hommes, ce qui suggère que ce locus pourrait déclencher une différenciation sexuelle masculine », a déclaré le Dr Heiner Kuhl, chercheur à l’IGB, premier auteur de l’étude.
Le locus génétique déterminant le sexe identifié a également été détecté chez plusieurs espèces de crapauds verts étroitement apparentées. Dans la prochaine étape, les chercheurs souhaitent valider leur résultat à l’aide de la technique CRISPR/Cas9 en contrôlant spécifiquement l’expression du gène bod1I identifié.
« Des recherches plus approfondies sur la fonction du locus nouvellement identifié fourniront des informations importantes sur le contrôle épigénétique de la différenciation sexuelle, ce qui pourrait également être pertinent pour d’autres espèces animales », a déclaré le professeur Christoph Winkler de l’Université nationale de Singapour. L’auteur co-correspondant de l’étude est actuellement un scientifique invité à l’IGB.
Plus d’information:
Heiner Kuhl et al, Un locus candidat de détermination du sexe chez les amphibiens qui a évolué par variation structurelle entre les chromosomes X et Y, Communications naturelles (2024). DOI : 10.1038/s41467-024-49025-2