Pohlavní dimorfismus ve vnímání hlasu

Pěvci jsou známi svou dobře vyvinutou schopností komunikovat pomocí komplexních hlasových signálů (zpěvu), kdy dokáží rozpoznávat hlasové projevy cizích jedinců stejného druhu a zároveň jsou schopni svůj zpěv měnit a zdokonalovat ho napodobováním těchto jedinců, anebo dokonce napodobováním zvuků objevujících se v jejich bezprostředním okolí. Protože zmíněný proces připomíná vnímání hlasu a učení se řeči u člověka, jsou pěvci častým a vděčným objektem experimentálního studia.

Už před dvěma lety se s pomocí genomických metod potvrdilo, že vystavení se zvukovým podnětům vede k změnám v expresi stovek genů v mozku pokusných zvířat – zebřiček (Taeniopygia guttata). Nyní se podařilo poznatky o reakcích na zvukové podněty ještě více zdokonalit studiem miRNA. MikroRNA (miRNA) jsou krátké řetězce RNA, které se vážou na regulační úseky mediátorové RNA a tím usnadňují její rozklad, popřípadě potlačují její překlad do proteinového řetězce. Nejméně šest miRNA mění svou expresi ihned po zaslechnutí zpěvu jiného jedince zebřičky. Zajímavé je, že jedna z nich (tgu-miR-2954-3p) je kódována DNA lokusem ležícím na pohlavním chromozomu Z. U ptáků jsou homogametickým pohlavím samci – ZZ, samice mají jen jeden chromozom Z; samice tedy nesou nižší genovou sádku pro zmíněnou miRNA. Rozdíly v genové sádce se odrážejí i v pohlavní odlišnosti hladiny exprese této miRNA; jednotlivá pohlaví reagují zároveň odlišně i na stimulaci zpěvem jiného jedince.

Popsaný objev je zajímavý s ohledem na sexuální dimorfismus pěvců, který se typicky ukazuje v jejich odlišných hlasových projevech. Znamená to, že k regulaci hormonální a k regulaci zprostředkované protein kódujícími geny pohlavních chromozomů nám přibývá třetí mechanismus – regulace sexuálního dimorfismu pomocí miRNA kódované pohlavními chromozomy. Geny, které taková miRNA reguluje, se již vůbec nemusí na pohlavních chromozomech nacházet. Například o zmíněné tgu-miR-2954-3p se předpokládá, že je schopna regulovat hned osm genů souvisejících s reakcemi na zpěv cizího jedince stejného druhu. Výsledky této studie velmi dobře ilustrují skutečnost, že výzkum i jiných než tradičních modelových druhů organismů může přinést zásadní odpovědi na otázky obecného charakteru s velkým farmakoterapeutickým potenciálem. (PNAS 106, 11 364–11 369, 2009; BMC Genomics 9, 65, 2011)