In most mammals, the Y chromosomal Sry gene initiates testis formation within the bipotential gonad, resulting in male development. SRY is a transcription factor and together with SF1 it directly upregulates the expression of the pivotal sex-determining gene Sox9 via a 1.3-kb cis-regulatory element (TESCO) which contains an evolutionarily conserved region (ECR) of 180 bp. Remarkably, several rodent species appear to determine sex in the absence of Sry and a Y chromosome, including the mole voles Ellobius lutescens and Ellobius tancrei, whereas Ellobius fuscocapillus of the same genus retained Sry. The sex-determining mechanisms in the Sry-negative species remain elusive. We have cloned and sequenced 1.1 kb of E. lutescens TESCO which shares 75% sequence identity with mouse TESCO indicating that testicular Sox9 expression in E. lutescens might still be regulated via TESCO. We have also cloned and sequenced the ECRs of E. tancrei and E. fuscocapillus. While the three Ellobius ECRs are highly similar (94–97% sequence identity), they all display a 14-bp deletion (Δ14) removing a highly conserved SOX/TCF site. Introducing Δ14 into mouse TESCO increased both basal activity and SF1-mediated activation of TESCO in HEK293T cells. We propose a model whereby Δ14 may have triggered up-regulation of Sox9 in XX gonads leading to destabilization of the XY/XX sex-determining mechanism in Ellobius. E. lutescens/E. tancrei and E. fuscocapillus could have independently stabilized their sex determination mechanisms by Sry-independent and Sry-dependent approaches, respectively.activation of TESCO in HEK293T cells.
Titre de l'article
La régulation du gène SOX9 et la perte du mécanisme de détermination sexuelle XX/XY chez le rat-taupe Ellobius lutescens.
La régulation du gène SOX9 et la perte du mécanisme de détermination sexuelle XX/XY chez le rat-taupe Ellobius lutescens.
Introduction à l'article
Même si le gène SRY semble être un pivot nécessaire dans la détermination sexuelle des mammifères (hors monotrèmes), plusieurs espèces de rongeurs à détermination sexuelle sans chromosome Y ni SRY on été identifiées.
Elles incluent les rats taupes du genre _Ellobius spp. et des rats du Japon Tokudaia spp.
Les pertes du chromosome Y chez ces deux genres sont considérés comme des événements indépendants puisqu'ils appartiennent à des sous-familles différentes. Leur gène de permutation sexuelle reste aujourd'hui inconnu. Mais une avancée récente a permis de mettre en évidence que chez la souris, SRY permet la surexpression du gène SOX9 dans les cellules de Sertoli, via la liaison directe à un élément de cis-régulation nommé TESCO. Ce SOX9, comme SRY, est à la fois requis et suffisant pour déterminer le sexe. Des souris XX qui le surexpriment sont des mâles stériles.
Cette étude vise à déterminer quels sont les facteurs de transcription qui se lient à TESCO, impliquant la détermination du sexe.
Même si le gène SRY semble être un pivot nécessaire dans la détermination sexuelle des mammifères (hors monotrèmes), plusieurs espèces de rongeurs à détermination sexuelle sans chromosome Y ni SRY on été identifiées.
Elles incluent les rats taupes du genre _Ellobius spp. et des rats du Japon Tokudaia spp.
Les pertes du chromosome Y chez ces deux genres sont considérés comme des événements indépendants puisqu'ils appartiennent à des sous-familles différentes. Leur gène de permutation sexuelle reste aujourd'hui inconnu. Mais une avancée récente a permis de mettre en évidence que chez la souris, SRY permet la surexpression du gène SOX9 dans les cellules de Sertoli, via la liaison directe à un élément de cis-régulation nommé TESCO. Ce SOX9, comme SRY, est à la fois requis et suffisant pour déterminer le sexe. Des souris XX qui le surexpriment sont des mâles stériles.
Cette étude vise à déterminer quels sont les facteurs de transcription qui se lient à TESCO, impliquant la détermination du sexe.
Expériences de l'article
La région 2.2kb du TESCO d'E. lutescens a été amplifiée par PCR grâce à deux amorces (hSox9TE2F humaine et mSox9TE1R murine). Les régions conservées au cours de l'évolution (ECR de 200 bp) des 4 espèces d'Ellobius ont été amplifiées également par PCR grâce à une amorce humaine et une isolée à partir d'E. lutescens.
Le fragment 2.2 kb de E. lutescens ainsi que celui de 200 bp de E. fuscocapillus ont ensuite été clonés dans des vecteurs pGEM®T Easy --> 4 clones pour le premier fragment et 2 pour le second.
L'identification des site de liaisons des facteurs de transcription s'est faite grâce au programme MatInspector.
Le fait de cloner les séquences ECR de E. lutescens (SRY négatif) et de E. fuscocapillus (SRY positif) pourrait révéler des indices quant au mécanisme de disparition de SRY.
La région 2.2kb du TESCO d'E. lutescens a été amplifiée par PCR grâce à deux amorces (hSox9TE2F humaine et mSox9TE1R murine). Les régions conservées au cours de l'évolution (ECR de 200 bp) des 4 espèces d'Ellobius ont été amplifiées également par PCR grâce à une amorce humaine et une isolée à partir d'E. lutescens.
Le fragment 2.2 kb de E. lutescens ainsi que celui de 200 bp de E. fuscocapillus ont ensuite été clonés dans des vecteurs pGEM®T Easy --> 4 clones pour le premier fragment et 2 pour le second.
L'identification des site de liaisons des facteurs de transcription s'est faite grâce au programme MatInspector.
Le fait de cloner les séquences ECR de E. lutescens (SRY négatif) et de E. fuscocapillus (SRY positif) pourrait révéler des indices quant au mécanisme de disparition de SRY.
Résultats de l'article
Les résultats ont permis de démontrer que TESCO reste hautement conservé chez E. lutescens malgré la perte du SRY.
Il n'a pas été possible d'amplifier la région correspondante chez E. lutescens à cause, certainement, d'une incompatibilité au niveau des amorces.
Cette étude a également permis l'identification d'une délétion de 14 pb sur les fragments ECR des 4 espèces d'Ellobius. Cette délétion est intrigante car elle est présente chez les quatre espèces d'Ellobius, ce qui suggère qu'elle est apparue avant la spéciation de ce genre et donc avant la disparition de SRY.
Il est démontré ici que cette délétion delta 14 stimule l'activité basale et l'activation de TESCO.
Les résultats ont permis de démontrer que TESCO reste hautement conservé chez E. lutescens malgré la perte du SRY.
Il n'a pas été possible d'amplifier la région correspondante chez E. lutescens à cause, certainement, d'une incompatibilité au niveau des amorces.
Cette étude a également permis l'identification d'une délétion de 14 pb sur les fragments ECR des 4 espèces d'Ellobius. Cette délétion est intrigante car elle est présente chez les quatre espèces d'Ellobius, ce qui suggère qu'elle est apparue avant la spéciation de ce genre et donc avant la disparition de SRY.
Il est démontré ici que cette délétion delta 14 stimule l'activité basale et l'activation de TESCO.
Rigueur de l'article
Les méthodes sont détaillées avec beaucoup de rigueur, toutefois mes connaissances moyennes en génétique ne me permettent pas de savoir si elles sont les plus adaptées ou les plus justes.
Les méthodes sont détaillées avec beaucoup de rigueur, toutefois mes connaissances moyennes en génétique ne me permettent pas de savoir si elles sont les plus adaptées ou les plus justes.
Ce que cet article apporte au débat
Même si cet article apporte plus d'hypothèses que de réponses, il permet de mettre l'accent sur les mécanismes génétiques d'un nouveau mode de détermination sexuelle.
La délétion delta 14 de la région du TESCO pourrait être à l'origine de l'hyper-régulation du gène Sox 9, ce qui aurait entrainé la permutation de femelle à mâle chez des individus XX. De plus les individus XY seraient devenus moins dépendant voire indépendants de SRY via l'expression de Sox9.
Ellobius fuscocapillus aurait pu, quant à lui, conserver la dépendance au SRY en restorant des niveaux d'expression normaux de Sox9 dans les gonades.
La transposition de ce mécanisme aux autres espèces de mammifères est impossible car la disparition de SRY selon cette hypothèse ne dépend pas de pressions de sélection, elle est totalement aléatoire.
Cet article ne permet pas de prédire que le Y va disparaitre mais au contraire que sa disparition chez l'Homme n'est pas prévisible selon cette hypothèse.
Même si cet article apporte plus d'hypothèses que de réponses, il permet de mettre l'accent sur les mécanismes génétiques d'un nouveau mode de détermination sexuelle.
La délétion delta 14 de la région du TESCO pourrait être à l'origine de l'hyper-régulation du gène Sox 9, ce qui aurait entrainé la permutation de femelle à mâle chez des individus XX. De plus les individus XY seraient devenus moins dépendant voire indépendants de SRY via l'expression de Sox9.
Ellobius fuscocapillus aurait pu, quant à lui, conserver la dépendance au SRY en restorant des niveaux d'expression normaux de Sox9 dans les gonades.
La transposition de ce mécanisme aux autres espèces de mammifères est impossible car la disparition de SRY selon cette hypothèse ne dépend pas de pressions de sélection, elle est totalement aléatoire.
Cet article ne permet pas de prédire que le Y va disparaitre mais au contraire que sa disparition chez l'Homme n'est pas prévisible selon cette hypothèse.
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