Biologisk køn forstås typisk i binære termer: mand og kvinde. Der er dog mange eksempler på dyr, der er i stand til at ændre kønstypiske biologiske og adfærdsmæssige træk og endda ændre køn. En ny undersøgelse, som vises i tidsskriftet Current Biology, identificerer en genetisk ændring i hjerneceller, der kan skifte mellem kønsspecifikke tilstande, når det er nødvendigt, resultater, der sætter spørgsmålstegn ved ideen om sex som en fast egenskab.
Forskning - ledet af Douglas Portman, Ph. D., en lektor ved University of Rochester Department of Biomedical Genetics og Del Monte Institute for Neuroscience - blev udført i C.elegans, en mikroskopisk rundorm, der er blevet brugt i laboratorier i årtier til at forstå nervesystemet. Mange af de opdagelser, der er gjort ved hjælp af C. elegans, gælder i hele dyreriget, og denne forskning har ført til en bredere forståelse af menneskets biologi. C. elegans er det eneste dyr, hvis nervesystem er blevet fuldstændigt kortlagt, hvilket giver et ledningsdiagram - eller connectom - der hjælper forskere med at forstå, hvordan hjernekredsløb integrerer information, træffer beslutninger og kontrollerer adfærd.
Der er to køn af C. elegans, hanner og hermafroditter. Selvom hermafroditterne er i stand til at selvbefrugte, er de også parringspartnere for hanner og anses for at være modificerede hunner. Et enkelt gen, TRA-1, bestemmer køn af disse rundorme. Hvis en orm i udvikling har to X-kromosomer, aktiveres dette gen, og ormen vil udvikle sig til en hun. Hvis der kun er ét X-kromosom, inaktiveres TRA-1, hvilket får ormen til at blive en han.
Den nye undersøgelse viser, at TRA-1-genet ikke bliver helt stille hos mænd, som man tidligere havde troet. I stedet kan det gå til handling, når omstændighederne tvinger mænd til at opføre sig mere som kvinder. Typisk foretrækker C. elegans hanner at søge efter kammerater frem for at spise, til dels fordi de ikke kan lugte mad så godt som hunnerne gør. Men hvis en han går for længe uden at spise, vil den øge sin evne til at opdage mad og opføre sig mere som en hun. Den nye forskning viser, at TRA-1 er nødvendig for denne switch, og uden den kan sultne mænd ikke forbedre deres lugtesans og forblive låst i standard, fødevareufølsomme partnersøgningstilstand. TRA-1 udfører det samme arbejde hos unge hanner - den aktiverer effektiv maddetektion hos hanner, der er for unge til at søge efter kammerater.
"Disse resultater indikerer, at sex på molekylært niveau ikke er binært eller statisk, men snarere dynamisk og fleksibelt," sagde Portman. "De nye resultater tyder på, at aspekter af det mandlige nervesystem forbigående kan indtage en kvindelig 'tilstand', hvilket gør det muligt for mandlig adfærd at være fleksibel i henhold til interne og ydre forhold."
En separat undersøgelse, der vises Current Biology af et team af samarbejdende forskere ved Columbia University, beskriver yderligere den komplekse molekylære mekanisme, hvorved TRA-1 styres af kønskromosomer og andre signaler.
Yderligere medforfattere til undersøgelsen omfatter Hannah Lawson, Leigh Wexler og Hayley Wnuk med University of Rochester. Forskningen blev støttet med finansiering fra National Institute of General Medical Sciences.
