Un gen define el sexo en las aves

Entre los pájaros, las hembras tienen dos cromosomas sexuales distintos. Amortiguando ese factor, los científicos lograron feminizar embriones machos.

El cascarón se rompe, y del huevo fracturado sale un pequeño polluelo remojado que al poco tiempo seguirá a su madre en busca de granos qué picotear. ¿Pero crecerá ese polluelo para ser una gallina o un gallo? Según parece, todo depende de un solo gen.

En un reporte que tiende a poner fin a un largo debate sobre los factores que determinan la definición del sexo en las aves, científicos de tres instituciones australianas publicaron esta semana (28-8-2009) en Nature un estudio en el que casi literalmente convirtieron embriones de gallo en embriones de gallina.

El estudio abre muchas perspectivas, y en un mundo ávido de vacunas contra la gripe A/H1N1 que siguen produciéndose en huevos de gallina, una aplicación posible del nuevo estudio será lograr que todos los huevos de un gallinero produzcan gallinas.

Sexo y genes son una combinación complicada. En general existen en los animales dos mecanismos de diferenciación sexual. En muchos organismos, el sexo de la progenie lo determinan genes presentes en uno de dos cromosomas sexuales. En los humanos y en la mayoría de los mamíferos existen los cromosomas sexuales X y Y. Si el organismo tiene dos cromosomas X (XX), es una hembra; si tiene un cromosoma X y un cromosoma Y (XY), es un macho. Es un gen en el cromosoma Y el llamado SRY, el que confiere masculinidad.

En otros organismos, como la mosca de la fruta y muchos insectos, el sexo del organismo lo define el número de copias de un solo gen.

Para los pájaros el cuadro es un poco distinto. Para empezar, en ellos los cromosomas sexuales se llaman Z y W. Un ave con cromosomas ZZ es un macho; si tiene cromosomas ZW es una hembra. Al revés que en los mamíferos.

¿Pero dónde está el factor que define el sexo de los polluelos? ¿En el cromosoma Z o en el cromosoma W? Hay tesis a favor de ambos bandos. Se ha propuesto por ejemplo que el gen HINTW (ligado al cromosoma W) es el que decide; también se ha sugerido que el gen DMRT1 (ligado al cromosoma Z) es el que determina el sexo.

¿Cómo averiguarlo? Un equipo encabezado por Craig Smith, del Instituto Murdoch de Investigación Infantil, en Melbourne (Australia) hizo este año (2009) dos experimentos complementarios.

Primero tomaron embriones de polluelo genéticamente machos, es decir, con dos cromosomas Z, e hicieron que se sobreexpresara el gen HINTW, que está en el cromosoma W y es visto como factor femenino.

El gen produjo sus proteínas, pero no hubo cambios visibles en el desarrollo de los embriones, que siguieron siendo machos.

Luego volvieron a tomar embriones de polluelo que eran machos genéticos (dos cromosomas Z) y, usando interferencia de ARN, hicieron que el gen DMRT1 (ligado al cromosoma Z y visto como factor masculino) redujera drásticamente su expresión.

Ahora sí hubo cambios. El gen subexpresado produjo sus proteínas, y los embriones cambiaron: en vez de testículos, desarrollaron gónadas parcialmente feminizadas, que tenían más bien el aire de ovarios.

Algo que ocurre en las gallinas pero no en los gallos es que las gónadas crecen de manera desigual: la derecha sufre una regresión y casi desaparece, y la izquierda se convierte en un ovario. Los embriones de este ex-
perimento mostraron gónadas de tamaños muy distintos.

Pero además, a nivel celular parecían ovarios y no testículos, y la prueba final fue que se produjo una proteína llamada aromatasa, la cual nunca aparece en los gallos y siempre en las gallinas.

Algunos científicos vieron el informe de Smith como la confirmación definitiva de que se aclaró el misterio de cómo se define el sexo de los pájaros. Otros todavía no lo ven muy claro, pues aún se ignora si en el cromosoma W existe algún gen capaz de regular la expresión del gen DMRT1.

Para salir de dudas, Smith ya intentó lo que se antoja como el experimento que obviamente es el próximo: en vez de reducir la expresión de DMRT1 en machos, ¿qué tal si se aumenta su expresión en embriones ZW, es decir, embriones genéticamente hembras?

Lo intentó, pero no pudo. Se sabe que las manipulaciones genéticas son difíciles en aves, y ésta no fue la excepción. El científico australiano usó un virus para robustecer la expresión del gen DMRT1 pero todos sus embriones murieron a los cuatro días, antes de que empezaran a desarrollarse sus gónadas y por tanto antes de poder ver hacia dónde se encaminaban los embriones.

Ahora está intentando una nueva estrategia, tratando de que el gen se sobreexprese no en todo el embrión sino solamente en las gónadas.

Cuando termine esta línea experimental, seguramente se comprenderá de manera más integral el proceso de determinación del sexo en las aves, y Smith piensa que eventualmente será posible crear óvulos exclusivamente femeninos para así criar ejércitos de gallinas capaces de producir cuantos huevos necesiten las campañas mundiales de salud para producir vacunas.

- Claves

Otra aplicación

• La investigación con pollos ya tuvo un resultado valioso. Hay desórdenes del desarrollo sexual cuya causa genética se desconoce, dijo Andrew Sinclair, del equipo de Craig Smith.

• Tras analizar estas afecciones, se aíslan genes que hoy día se prueban en embriones de ratón, en un procedimiento que rinde resultados en alrededor de un año.

• Probando los genes candidatos en embriones de pollo, dijo Sinclair, verán el rol que juegan en el desarrollo de testículos u ovarios, y podrían obtener resultados positivos en apenas tres meses.

Horacio Salazar