Молекулярные механизмы полового диморфизма перьев у кур

Перья — уникальные кожные придатки птиц, важные для полета, терморегуляции, защиты и брачного поведения. Половой диморфизм (различия в окраске и структуре перьев у самцов и самок) давно интересует учёных. Хотя роль эстрогена и тиреоидных гормонов в формировании перьев известна, молекулярные механизмы их взаимодействия оставались неясными.

Группа исследователей из Японии под руководством профессора Сакаэ Такеучи из Университета Окаямы провела серию генетических экспериментов, чтобы изучить этот вопрос. Результаты опубликованы в журнале General and Comparative Endocrinology 1 октября 2024 года.

Ключевые эксперименты и результаты:

  1. Влияние эстрогена: Введение капсул с эстрадиолом (E2) самцам кур вызвало формирование перьев женского типа с характерными бородочками (barbules).
  2. Анализ экспрессии генов: С помощью RT-PCR изучали экспрессию генов в регенерирующих фолликулах перьев:
    • DIO2 (тип 2 дейодиназа) — активатор тиреоидных гормонов.
    • DIO3 (тип 3 дейодиназа) — инактиватор тиреоидных гормонов.
    • BlSK1 (barbule specific keratin 1) — маркер бородочек.
    • ASIP (agouti signaling protein) — индуктор красно-жёлтого меланина.
  3. Действие E2: Обработка E2 подавляла экспрессию DIO3 и ASIP, но стимулировала экспрессию BlSK1, влияя на структуру и окраску пера.
  4. Роль тиреоидных гормонов: Введение тироксина (T4) увеличивало экспрессию BlSK1 и POMC (проопиомеланокортин — предшественник меланоцит-стимулирующего гормона, MSH), что приводило к формированию сплошных чёрных перьев. Обработка культур клеток пульпы трийодтиронином (T3) также повышала экспрессию POMC.

Исследование подтвердило, что птицы, несмотря на отсутствие промежуточной доли гипофиза, производят и используют MSH для регуляции развития перьев.

Как отмечает профессор Такеучи, понимание гормональных основ полового диморфизма не только углубляет знания о биологическом разнообразии, но и способствует построению более инклюзивного общества, толерантного к сексуальным и гендерным меньшинствам. Работа также подчёркивает культурную значимость кур в японском обществе с древних времён.