Inversion sexuelle induite par la température chez le poisson Medaka

L'activation du PPARα, un récepteur d'acide gras qui détecte les acides gras dans les cellules et régule les fonctions physiologiques, provoque la masculinisation du poisson de riz japonais Medaka. La découverte de ce mécanisme moléculaire devrait faire progresser le développement de nouvelles technologies de contrôle du sexe. C'est une collaboration de recherche basée à l'Université de Kumamoto (Japon) qui a permis cette découverte chromosomique de l'inversion sexuelle.

Plantae" aria-hidden="true"> PPARα = Peroxisome proliferator-activated receptor alpha, ou récepteur alpha activé par les proliférateurs de peroxysomes.

Le stress thermique active le signal PPAR-α dans les cellules somatiques gonadiques via le cortisol dans la glande surrénale pour différencier le médaka en mâles.

Le sexe des mammifères est déterminé dans leurs gènes, en particulier la combinaison 20 / XY des chromosomes sexuels. D'autre part, la détermination du sexe des poissons, des amphibiens et des reptiles est grandement affectée par la température ambiante. Le medaka Oryzias latipes, cependant, est un poisson osseux qui utilise uniquement le système de détermination du sexe 20/XY. Le gène déterminant le sexe, DMY, a été récemment identifié sur leur chromosome Y. Normalement, les individus XY avec le gène DMY se différencient en mâles et 20 individus (sans DMY) se différencient en femelles.

Cependant, si les médaka sont élevés dans de l'eau avec des températures de 32 à 34 °C pendant leur période de différenciation sexuelle, 20 individus se différencieront en mâles. En d'autres termes, leur détermination génétique du sexe est affectée par la température. Des recherches antérieures de l'Université de Kumamoto ont démontré que le cortisol, une hormone de stress induite par des températures élevées, agit directement sur les gonades et provoque la masculinisation de 20 medaka. Cependant, le mécanisme moléculaire de la masculinisation du cortisol n'a pas été déterminé.

Dans cette étude, les chercheurs ont mené une analyse de séquençage d'ARN pour rechercher des gènes activés par une température élevée ou le cortisol. De nombreux gènes liés au récepteur d'acides gras "récepteur alpha activé par les proliférateurs de peroxysomes" (PPARa) ont été détectés, et lorsqu'un activateur de PPARa a été administré à des larves de médaka, 20 medaka est devenu mâle. De plus, lorsque des médaka knock-out avec fonction PPARα inhibée étaient produits, la différenciation en mâles était complètement supprimée, même après l'administration de cortisol ou d'un activateur PPARα. À la connaissance des chercheurs, c'est la première fois que l'activation de PPARα est aussi impliquée dans la différenciation sexuelle du médaka par le cortisol ou un activateur.

"Dans la pisciculture pour la production alimentaire, comme la plie ou l'anguille, la technologie qui ne produit que des femelles est recherchée car elles poussent plus vite que les mâles", a déclaré le professeur Takeshi Kitano, directeur de l'étude. "Ici, nous avons révélé le mécanisme moléculaire qui induit la différenciation chez les mâles et nous espérons que de nouvelles technologies de contrôle sexuel utilisant ce mécanisme seront développées à l'avenir".

Voir aussi un autre cas de changement de sexe chez Oryzias latipes.