Japoneses logran inhibir los espermatozoides con el cromosoma X para procrear solo ratones machos | N+1: artículos científicos, noticias de ciencia, cosmos, gadgets, tecnología

Un equipo de científicos japoneses ha ideado una forma simple de ralentizar los espermatozoides que contienen el cromosoma X activando selectivamente los receptores TLR. Esta clasificación in vitro de espermatozoides seguida de inseminación artificial ayudó a producir 90% de descendencia masculina de ratones. El trabajo fue publicado en la revista PLOS Biology.

Durante la espermatogénesis, los espermatozoides haploides que llevan el cromosoma X (femenino) o Y (masculino) se forman a partir de células diploides con un conjunto de cromosomas XY. El número de ambos es el mismo, por lo tanto, en la descendencia de los mamíferos, los machos y las hembras generalmente se dividen aproximadamente por igual.

Sin embargo, esta proporción se puede cambiar artificialmente, como se hace en medicina veterinaria. Por ejemplo, es más rentable para la industria láctea cambiar la proporción de sexos en la descendencia de terneros al lado femenino. La elección del sexo del niño en la etapa de inseminación artificial a veces se usa con fines médicos para evitar la manifestación de enfermedades relacionadas con el sexo.

Es más fácil elegir el sexo en la etapa de inseminación artificial separando los espermatozoides en X y Y. Esto se puede hacer de varias maneras. Por ejemplo, debido a ligeras diferencias en la masa, los espermatozoides pueden separarse por centrifugación, o los portadores del cromosoma deseado pueden marcarse con un marcador fluorescente y seleccionarse usando citometría de flujo. Además, la motilidad de los espermatozoides X e Y difiere en ciertas condiciones ambientales.

La inhibición

Ahora, científicos de la Universidad de Hiroshima (Japón) idearon un nuevo método para separar la motilidad de los espermatozoides basado en las diferencias en la expresión génica en los cromosomas sexuales, y lo probaron en ratones. Aunque en su mayor parte se suprime la expresión génica en los espermatozoides, algunos de ellos aún funcionan, incluso en los cromosomas sexuales.

Los investigadores analizaron los datos de secuenciación de ARN de esperma de ratón y descubrieron que 492 genes de casi tres mil permanecen activos en el cromosoma X. Entre los genes referidos, se encontraron seis genes que codifican receptores, a los que se pueden seleccionar ligandos únicos (moléculas que se unen a ellos).

^{La tinción de fluorescencia demuestra la expresión de TLR8 en la base de la cola del esperma.
Takashi Umehara et al / PLOS Biology 2019}

Los autores seleccionaron de esta lista los genes que codifican los receptores tipo toll 7 y 8 (TLR7/8), que están involucrados en el trabajo de la inmunidad innata. Los investigadores han confirmado que en realidad son producidos por espermatozoides que contienen el cromosoma X. La incubación de espermatozoides con inmunomoduladores de resiquimod e imiquimod, que se unen específicamente a TLR7 y 8, redujo la motilidad de los espermatozoides que los expresan.

Los científicos han descubierto que la inhibición no se debe a la unión de la propia molécula, sino a una disminución significativa en la producción de ATP (el \”combustible\” celular) como resultado de la activación de los receptores. Este resultado fue una disminución en la actividad mitocondrial debido a la activación de TLR8, o una disminución en la tasa de descomposición de glucosa por glucólisis como resultado de la activación de TLR7. 

Los resultados

Como resultado de la inseminación artificial con la fracción Y “rápida” de esperma seleccionada para movilidad, el número de ratones machos fue del 90% (69 embriones con genotipo XY de 77 embriones obtenidos). Para la fracción X, el resultado fue peor, solo el 70% de las crías eran hembras.

Los autores del trabajo no verificaron si TLR7/8 se expresan en los espermatozoides X de diferentes especies de mamíferos, pero se supone que la actividad de estos genes es bastante conservadora. Además, los autores mostraron previamente que otros genes de esta familia, TLR2 y 4, trabajan en esperma humano y de cerdo, por lo que la tecnología desarrollada es potencialmente aplicable a otras especies.

Recientemente, hablamos sobre cómo los científicos propusieron cambiar la proporción de sexos en la camada de ratones usando la tecnología CRISPR-Cas9. La combinación de casetes incorporados que codifican la proteína Cas9 y guían el ARN contra genes importantes en el cromosoma Y hacen que la descendencia masculina sea inviable.

Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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Un equipo de científicos japoneses ha ideado una forma simple de ralentizar los espermatozoides que contienen el cromosoma X activando selectivamente los receptores TLR. Esta clasificación in vitro de espermatozoides seguida de inseminación artificial ayudó a producir 90% de descendencia masculina de ratones. El trabajo fue publicado en la revista PLOS Biology. Durante la espermatogénesis,…