La investigación genética ha revelado un fascinante e inusual comportamiento de algunos alelos, conocidos como conductores meióticos, que actúan de manera «egoísta» al manipular las reglas de la herencia para aumentar sus posibilidades de ser transmitidos a las futuras generaciones. Esto ocurre a menudo a expensas de la aptitud del organismo que los alberga. El laboratorio de la investigadora Yukiko Yamashita, del Instituto Whitehead, ha descubierto un nuevo conductor meiótico que se comporta de manera distinta a los previamente conocidos.
En un estudio publicado en Science Advances, se presentó el gen stellate (Ste), ubicado en el cromosoma X de la especie de mosca de la fruta Drosophila melanogaster. Este gen sesga la transmisión del cromosoma X, pero posee un mecanismo de auto-limitación que ayuda a mantener la capacidad del organismo para producir descendencia masculina. Según la Dra. Yamashita, este mecanismo actúa como un remedio inherente a la tendencia egoísta del gen, evitando así un desequilibrio extremo en la proporción de sexos que podría llevar a la extinción de la especie.
Un éxito fatal
La meiosis es un proceso clave en la reproducción sexual, donde las células germinales experimentan divisiones celulares especializadas para formar gametos. En los machos, esto generalmente resulta en una cantidad equilibrada de espermatozoides portadores del cromosoma X e Y. Sin embargo, los conductores meióticos, como Ste, pueden alterar esta proporción al destruir selectivamente los gametos que no llevan el alelo conductor.
En los espermatozoides de Drosophila, el gen Ste es regulado por pequeñas moléculas de ARN, llamadas piRNAs, que son producidas por el gen suprimidor de stellate (Su(Ste)) ubicado en el cromosoma Y. Estas moléculas de ARN reclutan proteínas especiales que silencian el ARN de Ste, evitando así que se produzca la proteína Ste que podría interferir en el desarrollo de los espermatozoides portadores del cromosoma Y. Sin embargo, este mecanismo de supresión no es infalible, lo que puede llevar a una proporción de sexos sesgada hacia las hembras, ofreciendo así una ventaja a corto plazo al aumentar el potencial reproductivo de la población.
Sin embargo, esta ventaja puede resultar en un «éxito fatal» a largo plazo, llevando a la especie a la extinción a través de la disminución de los machos. A pesar de que investigaciones previas sugieren que la desactivación de Ste solo sesga ligeramente la proporción de sexos, surge la pregunta: ¿existe algún mecanismo adicional que limite la acción egoísta de Ste?
Para abordar esta cuestión, el equipo de investigación se centró en el desarrollo de los espermatozoides. Observaron que, bajo una expresión moderada de Ste, el desarrollo de las células germinales pre-meióticas y la meiosis se llevaban a cabo normalmente, pero comenzaron a surgir defectos en el desarrollo espermático. Utilizando técnicas de imagenología, confirmaron que la proteína Ste se segregaba de manera asimétrica durante la meiosis, concentrándose en los espermatozoides portadores del cromosoma Y, provocando defectos en estos.
Las observaciones del equipo revelaron que, incluso cuando un espermatocito secundario heredaba la proteína Ste, solo la mitad de los espermatozoides producidos en la segunda ronda de división celular retendrían la proteína, limitando el impacto de Ste en la proporción de sexos. Este mecanismo de auto-limitación podría ser la solución fundamental al problema de separación entre conductor y supresor.
Estos hallazgos plantean nuevas preguntas sobre la simetría en la meiosis masculina, tradicionalmente considerada simétrica. La segregación desigual de Ste sugiere la posibilidad de una asimetría desconocida en la meiosis masculina, lo que podría desafiar la comprensión actual en el campo de la biología reproductiva.
