Was die Schildkröte zum Mann macht

22. Juni 2018 | Von | Kategorie: grundlagenforschung

Chutian Ge et al.: The histone demethylase KDM6B regulates temperature-dependent sex determination  in a turtle species. Science, 11.05.2018, S. 645 – 648.

Unreife Keimdrüsen dreier Schildkröten unter dem Mikroskop. Zukünftige Keimzellen sind rot gefärbt. Das mittlere Bild zeigt eine zum Hoden (links) bestimmte Keimdrüse, die sich wegen der Hemmung des Gens Kdm6b in Richtung Eierstock (rechts) entwickelt (Bildrechte: Ge et al.).

Bei vielen Reptilienarten bestimmen anders als beim Menschen keine Geschlechtschromosomen darüber, ob Sie männlich oder weiblich werden, sondern die Außentemperatur in einem kritischen Zeitfenster während der Entwicklung des Eis. Das ist schon lange bekannt. Und weil die Epigenetik fast immer ein Wörtchen mitredet, wenn Umwelteinflüsse und andere Signale von außen die Identität von Zellen oder Geweben verändern, ging man schon länger davon aus, die Festlegung des Geschlechts dieser Tiere sei letztlich ein epigenetisches Phänomen. Nun lieferten Wissenschaftler der Duke University in Durham, USA, mit Kollegen der chinesischen Universitäten in Ningbo und Hangzhou einen klaren Beleg für diese These.

Die Forscher verfolgten die Entwicklung von Eiern der früher auch im deutschen Tierhandel verbreiteten Rotwangen-Schmuckschildkröte. Beträgt die Außentemperatur 26 Grad entwickeln diese sich zu Männchen, bei 32 Grad schlüpfen aus ihnen zukünftige Weibchen. Nun analysierten die Forscher, welche Gene die Keimdrüsen der Tiere zu welchem Zeitpunkt ablesen und was die so entstehenden Proteine bewirken. Es stellte sich heraus, dass ein Gen namens Kdm6b, das nur bei niedrigen Temperaturen aktiv wird, die Reptilien zu Männern werden lässt, und zwar indem sein zugehöriges Protein als epigenetisches Enzym Methylgruppen an einer bestimmten Stelle (H3K27) von Histonproteinen entfernt, die in der Nähe des Regulators für das Gen Dmrt1 an die DNA angelagert sind. Dadurch lockert sich in diesem Bereich das Chromatin genannte DNA-Histon-Gemisch, und das Gen wird aktivierbar. Schließlich wird es abgelesen und die von ihm kodierten Proteine starten die Entwicklung des Tieres zum Mann. Hemmten die Forscher Kdm6b wurden fast alle Eier auch bei 26 Grad Umgebungstemperatur zu Weibchen. Aktivierten die Forscher zusätzlich Dmrt1 entstanden hingegen wieder Männchen.

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