Forkhead box proteiny (podle tvaru té části molekuly, kterou se bílkovina váže na DNA, se nazývají „vidličkohlavé“ – forkhead box = Fox proteiny) jsou skupinou transkripčních faktorů, které se připojují na cílové úseky DNA a tím regulují aktivitu příslušných genů. Hrají klíčovou roli v mnohých buněčných procesech a jejich prostřednictvím i ve vývoji celého organizmu. Nedávno jsme psali o důležitosti proteinu FOXP2 pro vývoj řeči. Teď zaměříme pozornost na protein podobného jména, ale s jinou funkcí – na transkripční faktor FOXL2. Minimálně u obratlovců zajišťuje, že polovina populace jsou samičky. I když program pro tvorbu tohoto proteinu – tedy Forkhead box gen L2, neboli zkráceně Foxl2 nesídlí na pohlavním chromozomu X, je odpovědný za správný vývin a funkci samičích pohlavních žláz - vaječníků. U lidí je tento gen součástí třetího chromozomu.
Již několik let je známé, že problémy se správnou funkcí Foxl2 genu vedou nesprávnému vývoji vaječníků, nebo k jejich předčasné dysfunkci. Myšky, jež se narodí s chybějícím, nebo nefunkčním genem Foxl2 na obou chromozomech (jsou pro tuto genetickou poruchu homozygotní) mají velkou postnatální úmrtnost. Pokud se jim neblahé statistické předurčení podaří přežít, samce to pak dál výrazně neovlivňuje, zato samičky se vyvíjejí spíš jako samci – namísto vaječníků se jim vytvoří varlata. Podobně jsou postiženi i jedinci jiných druhů obratlovců. Geneticky jsou samicemi – mají kombinaci pohlavních chromozomů XX, ale jejich vaječníky se podobají varlatům a množství testosteronu, které produkují, z nich dělá téměř samce.
Dlouholetý výzkum týmu biologů Evropské laboratoře pro Molekulární biologii v německém Heidelbergu pod vedením Mathiase Treiera dospěl k zajímavým výsledkům, které přináší nejnovější číslo odborného časopisu Cell. Vědci zjistili, že i vyřazení genu Foxl2 u pohlavně dospělé myší samičky vede k preprogramování již správně vyvinutých a funkčních vaječníků, které se začnou morfologicky měnit na varlata a zaplavovat organizmus testosteronem. To doprovází pak celkové „zmužštění“ - maskulinizaci organizmu. (Upřesnění: granulosové buňky vaječníků se po vyřazení proteinu FOXL2 transformují na buňky podobné Sertoliho buňkám varlat).
Z původních samiček se však nestanou plnohodnotní samci. Po vyřazení genu Foxl2 dojde k změnám vaječníků, ale ne k jejich transformaci v úplně funkční samčí pohlavní orgány – nezačnou produkovat spermie. I když testy na aktivitu různých genů prokázaly, že mnoho z nich začne u přeprogramovaných samiček fungovat stejně jako u samců. Tu nejdůležitější změnu ale způsobí probuzení genu Sox9, který vývoj varlat přímo řídí. Tento gen (Sox9) mají obě pohlaví, protože je součástí nepohlavního chromozomu. U samiček však jeho aktivitu blokuje protein FOXL2, kdežto u samců ho jiný gen – výhradně „mužský“ gen SRY, sídlící na chromozomu Y – spouští.
Co z toho vyplývá? Že „ženskost“ samičky je střežena genem Foxl2, který po celou dobu jejího života tlačí proteinem FOXL2 vypínač genu Sox9 do polohy off.
Mathias Treier plánuje pokračovat v pokusech o transformaci samičky na samce. Do pohlavních žláz (gonád) svých transsexuálních myšek hodlá implantovat kmenové buňky z varlat a hledat odpověď na otázku, jestli se transformované vaječníky dají přinutit k produkci „životaschopných“ spermií. I když sám Treier považuje pozitivní výsledek za málo pravděpodobný, s jistou nadějí dodává: "Člověk nikdy neví."
Jak se zdá, gen Foxl2 reguluje vývoj vaječníků u všech obratlovců a jde tedy o jeden z nejstarších evolučních mechanizmů. Díky němu vaječníky nemají svou identitu po narození jednou pro vždy danou, což pro ně představuje jisté neustálé ohrožení. Evoluční mechanizmy, pracující jen s tím, co mají k dispozici, však dokážou využít i tuto nejistotu. Již dávno je známé, že změna pohlaví v dospělosti u některých ryb není vzácností. Když u jistých druhů cichlid chybí samec, dominantní samice v skupině se na něj jednoduše přemění. A to úplně dokonale – tedy i se schopností reprodukce. Některé rybky to dotáhly do extrému. Například každý jihoamerický hřebenáček druhu Crenicara punctulatum (čeleď Cichlidae) se narodí jako samice. V každé skupině se pak ta dominantní přetvoří se v samce. Jednoduše muži se „dělají“ podle aktuální potřeby. Spolupachatelem této zajímavé transformace je i Foxl2.
Zdroje: Nature News , Cell
Diskuze:
