Reevaluando las diferencias de sexo en la expresión genética
Nuevos hallazgos desafían la relación entre la expresión genética y la selección natural en machos y hembras.
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En los organismos vivos, los genes son los responsables de hacer proteínas que juegan papeles vitales en cómo funciona nuestro cuerpo. Curiosamente, algunos genes se comportan de manera diferente en hombres y mujeres. Esta diferencia en cómo se expresan los genes entre los sexos puede ser influenciada por la selección natural, donde ciertos rasgos pueden ser favorecidos en un sexo sobre el otro. Cuando un gen en particular beneficia a un sexo, la cantidad del producto de ese gen puede aumentar en ese sexo mientras disminuye en el opuesto. Este artículo discute estas diferencias y la idea de que la forma en que se expresa un gen puede influir en cómo la selección natural actúa sobre él.
Selección diferencial por sexo?
¿Qué es laLa selección diferencial por sexo se refiere a la idea de que nuestros genes podrían tener diferentes ventajas o desventajas para hombres y mujeres. Esto puede llevar a cambios en con qué frecuencia aparecen ciertas versiones de genes (alelos) en una población. Cuando el efecto de un gen varía entre los sexos, puede causar variaciones en la expresión del gen, lo que lleva a diferentes resultados en salud, rasgos o incluso enfermedades en hombres y mujeres.
Por ejemplo, los rasgos que impactan la supervivencia pueden ser influenciados por estas diferencias. Si un gen particular ayuda a los hombres a prosperar pero no tiene un beneficio similar para las mujeres, el patrón de cómo se expresa este gen evolucionará. Estos cambios pueden resultar en lo que vemos como rasgos dimórficos sexuales, es decir, rasgos que son visiblemente diferentes entre hombres y mujeres.
El patrón de Twin Peaks
Los investigadores se interesaron en un patrón conocido como "Twin Peaks" que conecta las diferencias sexuales en la expresión genética con las diferencias en los alelos entre hombres y mujeres. La idea de Twin Peaks sugiere que las diferencias en la expresión genética (cuánto de un gen está activo) pueden llevar a diferencias en las frecuencias de alelos entre los sexos. Esto significa que cuando un gen se expresa de manera similar en ambos sexos, su variación entre hombres y mujeres es baja. En cambio, cuando la expresión difiere significativamente, hay un pico en las diferencias de frecuencia de alelos.
Este patrón se pensaba que era una señal de selección diferencial por sexo actuando sobre la expresión genética. Los científicos lo usaron para entender mejor cómo los rasgos masculinos y femeninos son moldeados por su composición genética.
Una reevaluación de la idea de Twin Peaks
Al observar de cerca el patrón de Twin Peaks, se reveló que su interpretación original podría basarse en hallazgos estadísticos engañosos. El modelo original sugería que cuando la expresión genética varía entre los sexos, las diferencias correspondientes en las frecuencias de alelos también deberían seguir un patrón específico. Sin embargo, esta suposición se basaba en dos ideas principales: que la relación entre la expresión de un gen y sus efectos sobre la aptitud es simple, y que la presión de selección es igual en ambos sexos.
Tras una revisión más detallada, quedó claro que estas suposiciones no eran completamente precisas, especialmente en casos donde un sexo muestra diferencias extremas en la expresión genética. Por ejemplo, si un gen no está activo en un sexo, es probable que diferentes presiones de selección estén en juego, llevando a un resultado inesperado para las frecuencias de alelos.
Pruebas estadísticas y hallazgos
Para entender mejor el patrón de Twin Peaks, los investigadores repitieron estudios anteriores usando diferentes métodos y fuentes de datos. Su objetivo era probar si este patrón era realmente un reflejo verdadero de la selección diferencial por sexo. Al examinar datos de expresión genética de múltiples tejidos humanos, no encontraron evidencia significativa que relacionara las diferencias sexuales en la expresión genética con los resultados esperados de la selección diferencial por sexo.
Crearon un modelo para analizar los datos mientras controlaban varios factores que podrían confundir los resultados. Cuando volvieron a realizar las pruebas estadísticas, descubrieron que lo que antes se había identificado como una clara relación entre la expresión genética y la selección era en realidad solo una coincidencia estadística, influenciada por otras variables como la variación de expresión genética.
El papel de la variación en la expresión genética
Un factor importante que surgió durante este análisis fue la variación en la expresión genética entre diferentes genes, sin importar el sexo. Los genes que mostraban alta variación en la expresión podrían producir diferencias más grandes entre hombres y mujeres simplemente debido a factores aleatorios en lugar de una verdadera selección diferencial por sexo. Esta variación en la expresión dificultó identificar relaciones genuinas entre la expresión genética y los resultados de selección.
Este hallazgo destacó que el vínculo entre la variación en la expresión genética y la frecuencia de alelos podría estar causando interpretaciones engañosas de la selección diferencial por sexo. Así, mientras que algunos genes podrían mostrar diferencias en expresión entre los sexos, no necesariamente significa que estas diferencias estén impulsadas por la selección actuando de manera diferente en hombres y mujeres.
Evidencia en contra de un vínculo a nivel genómico
A pesar del entusiasmo inicial en torno al patrón de Twin Peaks y sus implicaciones para entender la expresión genética y la selección, estudios recientes han puesto en duda su validez. Los investigadores no encontraron evidencia consistente a través de varios tejidos que apoyara una relación a nivel genómico entre la expresión genética diferencial por sexo y la selección diferencial por sexo. Esto sugiere que, aunque genes individuales pueden mostrar patrones de expresión variables, estos no indican de manera confiable que las presiones de selección estén actuando de manera diferente entre hombres y mujeres.
Además, estudios utilizando métodos actualizados y conjuntos de datos más grandes subrayaron aún más esta falta de evidencia. Al expandir el análisis para incluir más tejidos y emplear técnicas estadísticas más refinadas, los investigadores no observaron las relaciones esperadas que sugerirían un vínculo directo entre la expresión genética y la selección.
Posibles explicaciones
Dada la ausencia de evidencia sólida de que la selección diferencial por sexo actúe sobre la expresión genética, surgen varias explicaciones alternativas. Es posible que, si bien algunas diferencias sexuales en la expresión genética puedan indicar selección actuando sobre rasgos específicos, para muchos genes, estas diferencias podrían ser simplemente efectos secundarios de otros procesos regulatorios. En otras palabras, no pueden ser indicadores directos de presiones de selección.
Otra posibilidad es que presiones de selección pasadas hayan moldeado los patrones de expresión genética, pero estos no reflejan las condiciones actuales. Esto sugiere que, aunque ciertos genes pueden llevar trazas históricas de selección, las dinámicas actuales son más complicadas y no se vinculan fácilmente con las diferencias sexuales.
Conclusión
En resumen, la exploración de las diferencias en la expresión genética entre hombres y mujeres ha proporcionado valiosos conocimientos sobre cómo la selección podría moldear rasgos en las poblaciones. Sin embargo, hallazgos recientes cuestionan los patrones establecidos y sugieren que se necesita una comprensión más profunda. El modelo original de Twin Peaks, aunque intrigante, puede ser más un reflejo de artefactos estadísticos que una representación sólida de procesos biológicos.
A medida que los investigadores avanzan, necesitarán considerar una gama de factores que influyen en la expresión genética y la selección, asegurándose de que las interpretaciones estén fundamentadas en evidencia robusta. Haciendo esto, pueden seguir iluminando la compleja interacción entre genes, rasgos y fuerzas evolutivas que moldean las características que vemos en la naturaleza.
Título: Does Sex-Differential Gene Expression Drive Sex-Differential Selection in Humans?
Resumen: Sex differences in human transcriptomes have been argued to drive sex-differential natural selection (SDS). Here, we show that previous evidence supporting this hypothesis has been largely unfounded. We develop a new method to test for a genome-wide relationship between sex differences in expression and selection on expression-influencing alleles (eQTLs). We apply it across 39 human tissues and find no evidence for a general relationship. We offer possible explanations for the lack of evidence, including that it is due in part to eQTL ascertainment bias towards sites under weak selection. We conclude that the drivers of ongoing SDS in humans remain to be identified.
Autores: Matthew Jiren Ming, C. Cheng, M. Kirkpatrick, A. Harpak
Última actualización: 2024-07-24 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.23.604672
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.23.604672.full.pdf
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