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31도에서는 암컷 거북이가 그러나 26도 이하의 더 낮은 온도에서는 수컷이 알에서 부화

암컷이다!
온도가 거북이 배아의 성별을 조절하는 방법

이제 막 알에서 부화한 이 젊은 거북이 아가씨는 복잡한 발달 과정을 겪었습니다. 작은 빨간귀 슬라이더 거북이가 암컷이 된 것은 알 주변의 모래 구덩이의 주변 온도에 영향을 받았다. 이 경우와 같이 31도에서는 암컷 거북이가 항상 알에서 자란다. 그러나 26도 이하의 더 낮은 온도에서는 수컷이 알에서 부화한다. 

▲ 붉은귀거북 암컷이 알에서 부화중이다. © Jiong Fu

다른 거북이 종을 포함해 거북이의 성적 발달에 온도가 미치는 영향은 오랫동안 알려져 왔다. 그러나 베이징에 있는 중국과학원의 우펑페이(Pengfei Wu)가 이끄는 연구팀은 온도가 거북이 배아의 성별 발달에 정확히 어떤 영향을 미치는지 처음으로 발견했다.

지구 온난화로 인해 이미 바다거북의 성비가 바뀌기 시작했기 때문에 이를 이해하는 것이 중요하다. 따라서 생물학자들은 붉은귀거북(Trachemys scripta elegans)의 발달 과정에서 분자 메커니즘을 조사했다.

유전자 신호 전달 경로가 성별을 결정

이에 따르면 특별한 신호 전달 경로가 성적 특성의 발달을 조절한다. 여기에는 전사 인자 pSTAT3과 이것이 조절하는 유전자 FoxI2가 포함된다. 두 구성 요소 모두 31도에서 더 활동적이다. 이 온도에서 pSTAT3 단백질은 인 그룹 형태의 부속물을 받아 활성화된다. 그런 다음 FoxI2 유전자의 발현을 자극하여 실험에서 알 수 있듯이 난소와 같은 여성의 성적 특성을 보장한다. 동시에 pSTAT3 단백질은 고환과 같은 남성의 성적 특성을 보장하는 유전자 Kdm6b를 차단한다.

▲ 붉은귀거북이 알에서 부화하고 있다. ©Jiong Fu

pSTAT3가 인위적으로 활성화되면 우(Wu)와 그의 동료들이 테스트에서 발견한 것처럼 낮은 온도에서도 주로 암컷 거북이가 형성된다. 그러나 이 요소가 차단되거나 결함이 있는 경우 대부분의 배아는 수컷으로 발달한다. FoxI2 유전자의 활성화 또는 억제에도 동일하게 적용된다.

여자는 표준이 아니다

이 결과는 거북이의 성별을 결정하는 분자 메커니즘을 처음으로 설명한다. 남성과 여성의 신호는 모두 온도에 따라 달라지며 바다의 자연적인 변동의 결과다. 이전 가정과는 달리, 여성 발달 신호는 "표준 설정"이 아니라 남성 신호의 직접적인 대응물이다.
(Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024; doi: 10.1073/pnas.2401752121)
출처: Chinesische Akademie der Wissenschaften

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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