Descrizione del progetto
Come si evolvono i cromosomi sessuali non convenzionali nelle rane ladre?
Le rane sono un sistema modello ideale per lo studio della diversità e dell’evoluzione dei cromosomi sessuali. A differenza dei cromosomi Y altamente degenerati degli esseri umani, le rane presentano cromosomi sessuali per lo più indifferenziati e frequenti nascite e morti di cromosomi sessuali (turnover). In particolare, presentano sia la determinazione del sesso XY, in cui Y determina il sesso della prole ed è ereditato solo dai padri ai figli, che la determinazione del sesso ZW, in cui W determina il sesso ed è ereditato dalle madri alle figlie. Il pensiero convenzionale suggerisce che Y/W degeneri geneticamente con il tempo. Perché i cromosomi sessuali nelle rane non sono degenerati e presentano frequenti cambiamenti? Il progetto FrogWY, finanziato dal CER, utilizzerà le rane ladre per studiare l’evoluzione non convenzionale dei cromosomi sessuali, sfidando il paradigma previsto dal modello canonico di Y/W degenerato.
Obiettivo
In sharp contrast to model organisms with degenerated Y/W chromosomes, many reptiles, fish and amphibians have mostly undifferentiated sex chromosomes and exhibit dynamics of birth and death of sex chromosomes. Why and how early-stage sex chromosomes and frequent turnovers are so prevalent across eukaryotes remain mysterious. This also raises pressing questions on alternative mechanisms leading to sex chromosome recombination arrest, their dynamics and stability. Frogs are ideal systems because they have mostly early-stage sex chromosomes and frequent turnovers. In this project, I will use the robber frogs to study unconventional sex chromosome evolution, challenging the paradigm predicted by the canonical model of ?degenerate Y/W?:
1. Does genome-wide reduced recombination always associate with the heterogametic sex?
I will study an alternative mechanism driving sex chromosome recombination arrest, sex-specific telomere-restricted recombination, in 12 robber frogs with XY, ZW systems in a phylogenetic framework.
2. Do sex-determination turnovers repeatedly occur in frogs with heteromorphic sex chromosomes?
I will identify sex chromosomes for each species and analyse the rate of turnovers in XY and ZW systems in a phylogenetic framework. I anticipate several independent transitions between sex-determination mechanisms, and more transitions within the XY or ZW system.
3. What are the genomic consequences of giant Ys and Ws, how do they form and differ?
I will perform chromosome-level genome assembly to identify gene content on the Ys/Ws. I will detect inversions, evolutionary strata, compare transposable elements dynamics and dosage compensation mechanisms between XY and ZW systems.
If successful, this project will uncover alternative mechanisms driving sex chromosome recombination arrest, their dynamics and genomic features. It will reveal the mysterious formation of giant Ys/Ws. Together, this will conceptually extend boundaries of the canonical model.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2021-STG
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1050 Bruxelles / Brussel
Belgio