24.04.2014 | Наука

Гены Y-хромосом способствуют выживанию мужского рода

Небольшая Y-хромосома, которая определяет принадлежность млекопитающего к мужскому полу, может куда больше, чем просто создавать гендерные признаки развивающегося эмбриона.

Согласно двум новым независимым исследованиям, её роль в биологии гораздо шире. Оказывается, половая хромосома, которая потеряла 1393 из 1438 изначально имеющихся у неё генов за миллионы лет своего существования, сохранила небольшую их группу, являющуюся ключевой для выживания.

В старых учебниках биологии писали, что принадлежность особи к мужскому полу определяется несколькими генами Y-хромосомы. Они запускают развитие половых желез и других признаков принадлежности к сильному полу. Однако новые результаты показали, что Y-хромосома намного сложнее, чем принято считать.

Половые хромосомы млекопитающих развивались в течение миллионов лет. Происходят они из двух одинаковых хромосом. Теперь у самцов одна X- и одна Y-хромосома, в то время как у самок – две X-хромосомы. То есть наличие или отсутствие Y-хромосомы определяет пол существа, она же содержит ген SRY, определяющий мужской пол организма, а также гены, необходимые для нормального формирования сперматозоидов. Но в то время, как Х-хромосома сохранила почти 2000 генов в процессе эволюции, Y-хромосома потеряла большую часть генетического материала в самом начале своей эволюции, и теперь несёт менее сотни. Это заставило некоторых учёных предположить, что данная хромосома незаменима, но, вероятно, её "вымирание" в конечном счёте неизбежно.

Чтобы понять, какие гены Y-хромосомы являются общими для всех видов, биолог Даниэль Уинстон Беллотт (Daniel Winston Bellott) из Института биомедицинских исследований Уайтхеда в Кембридже, сравнил Y-хромосомы восьми млекопитающих, включая человека, обезьян, мышей, крыс, быков и опоссумов. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, свидетельствуют о том, что 18 разнообразных генов оказались удивительно похожими у всех видов. Гены эти несли разнообразные функции, в том числе могли контролировать экспрессию генов во многих других областях генома. Тот факт, что в процессе эволюции все виды сохранили эти гены, несмотря на существенные изменения в самой Y-хромосоме, указывает на то, что они жизненно важны для выживания млекопитающих.

"То, что эти гены, заключённые в Y-хромосоме, пережили миллионы лет эволюции, доказывает, что они являются регуляторами большого количества различных процессов, – утверждает Беллотт. – То есть Y-хромосома не просто сообщает организму, что особь − самец. Она свидетельствует о том, что он самец, он способен размножаться, и он собирается выжить".

В ближайших планах у команды Беллотта выяснение функции генов Y-хромосомы, где в организме они проявляют себя и как отвечают за выживание особи.

Вторая группа исследователей под руководством Диего Кортеза (Diego Cortez) из Швейцарского института биоинформатики, также опубликовавшая свою работу в Nature, использовала другой подход генетического секвенирования и другой набор млекопитающих, однако стремилась найти ответы на аналогичные вопросы об эволюции Y-хромосомы. Они тоже выяснили, что одна из причин, почему Y-хромосома остаётся стабильной, является наличие генов, от которых зависят многие другие гены.

Предположительно, результаты обоих исследований указывают на то, что самцы могут иметь различные модели экспрессии генов по всему телу по сравнению с самками. Причём не только из-за их гормонального уровня, но и из-за самой Y-хромосомы.

Полученные данные могут также объяснить, почему мужчины и женщины по-разному переносят различные заболевания. Возможно, это поможет создать новые способы лечения, а не опираться на какую-то универсальную (унисекс) модель.

По публикациям UkrNet