Приведет ли постепенное исчезновение Y-хромосомы к вымиранию мужчин?

Во время зачатия пол будущего ребенка определяется наличием или отсутствием Y-хромосомы в сперме отца. Чтобы быть более точным, на Y-хромосоме есть ген SRY (называемый «главным переключателем»), который определяет, будет ли эмбрион развиваться как мужчина (XY) или как женщина (XX). В последние годы несколько исследований показали, что Y-хромосома претерпевает загадочный процесс дегенерации у нашего вида (и у многих других млекопитающих), который включает скорость потери около 5 генов каждый миллион лет. Достаточно сказать, что уже сейчас самки обнаруживаются с двумя совершенно нормальными Х-хромосомами, а самцы с Х-хромосомой и маленькой Y-хромосомой (равной 1/3 X). Если дегенерация продолжится такими темпами, примерно через 4,6 миллиона лет Y-хромосома исчезнет.

Этого опасаются многие ученые, однако, по словам Дженни Грейвс, профессора генетики Мельбурнского университета «Ла Троб» (Австралия), у нас есть надежда на выживание: у человека может развиться новый половой ген, способный рождение самцов, как это уже произошло у некоторых животных, потерявших Y-хромосому в ходе своей эволюции, и не вымерших. Так обстоит дело со слепушонками Восточной Европы и колючей крысой Амами в Японии (Tokudaia osimensis ).), два исчезающих вида, которые потеряли как свою Y-хромосому, так и ген SRY, но нашли способ выжить. Чтобы открыть механизм, реализуемый Y-хромосомой для «сдерживания» ее вырождения и обеспечения продолжения вида, было проведено исследование, проведенное под руководством профессора Асато Куроива с кафедры биологии Университета Хоккайдо и опубликованное в PNAS . Механизм, который определили исследователи, который, по словам Грейвса, также может быть реализован человеком для защиты своего вида.

Как Y-хромосома определяет пол

Хромосомный набор нашего вида состоит из 46 хромосом, разделенных на пары гомологичных хромосом: 22 пары хромосом, называемых «аутосомами» (присутствуют как у самцов, так и у самок), и пара половых хромосом (XY у самцов и XX у самок), которые определяют пол человека. Пара XX идентифицирует генетически женскую особь, а XY - генетически мужскую. Если X содержит около 900 генов, выполняющих всякую работу, не связанную с полом, то Y содержит, наоборот, мало генов (около 55) и много некодирующей ДНК (то есть не несущей генетической информации). но необходим для регуляции их экспрессии). Однако Y-хромосома содержит очень важный ген SRY, который инициирует развитие мужского пола у эмбриона и, в свою очередь, инициируется геном SOX9.

Примерно через 12 недель после зачатия этот основной ген активирует другие, регулирующие развитие семенника TDF (Testis-determining factor ), определяющий дифференцировку гонады (анатомического органа) в мужском направлении в ходе эмбрионального развития. Эмбриональное яичко в свою очередь вырабатывает мужские гормоны (тестостерон и его производные), обеспечивающие развитие ребенка как мальчика.

Как работает новый пероральный препарат, снижающий уровень холестерина на 70%

Постепенное исчезновение Y-хромосомы

Y-хромосома не всегда была такой. Предок Y («прото-Y») хромосомы у млекопитающих на Земле 166 миллионов лет назад был того же размера, что и Х-хромосома, и содержал те же гены (как и у австралийского утконоса). Однако Y-хромосомы имеют одну отличительную особенность: в отличие от всех других хромосом, которых у нас есть по две копии в каждой из наших клеток, Y-хромосомы всегда присутствуют в виде единственной копии, передаваясь от отцов к сыновьям. Это означает, что гены на Y-хромосоме не могут подвергнуться генетической рекомбинации (процесс, который происходит в каждом поколении и помогает устранить вредные генные мутации). Лишенный преимуществ рекомбинации,

Гибкий половой род японских грызунов

Хорошие новости, однако, исходят от нового исследования под руководством биолога из Университета Хоккайдо Асато Куроива, который изучал колючую крысу, исчезающий вид японских грызунов. В ходе своей эволюции эти маленькие мыши утратили как свою Y-хромосому, так и ген SRY (необходимый для развития самцов), но их вид все еще выживает. Как это возможно?

После многих лет исследований команда обнаружила, что большинство генов Y-хромосомы переместились на другую хромосому, а X остались. Точнее, исследователи обнаружили небольшую генетическую разницу между мужчинами и женщинами на хромосоме 3, рядом с половым геном SOX9. Это небольшой фрагмент дублированной ДНК (содержащий всего 17 000 пар оснований из 3 миллиардов), который встречается только у мужчин, но не у женщин. По мнению японских ученых, именно этот дуплицированный фрагмент ДНК (содержащий переключатель, который обычно активирует SOX9 в ответ на SRY) был передан из Y-хромосомы в ходе эволюции шипастых крыс, что позволило этому виду выжить.

Курение может вызвать 56 заболеваний, показало исследование

Что, если Y-хромосома исчезнет у людей?

В природе существует несколько видов, у которых нет ни мужского, ни женского пола. Подумайте о ящерицах или змеях, которые являются исключительно самками и могут производить яйца без оплодотворения посредством так называемого «партеногенеза». Однако этот тип репродукции никогда не мог бы произойти у людей, если бы Y-хромосома действительно исчезла. Это потому, что у нас есть по крайней мере 30 важных «отпечатанных» генов, которые работают только в том случае, если они получены от отца через сперму. Тем не менее, новое открытие поддерживает альтернативную возможность, а именно, что у людей может развиться новый ген, определяющий пол. «Даже если этот механизм, — подчеркнул профессор Грейвс, — несет в себе значительные риски».

Действительно, если бы это произошло у нескольких ныне живущих видов в разных частях света, возник бы риск «войны» половых генов, которая могла бы привести к обособлению новых видов (что и произошло с слепушонками). и колючие крысы), угрожающие биологическому разнообразию на Земле. «Мы не знаем, что произойдет в будущем и действительно ли Y-хромосома исчезнет», — сказал Гейвз об определении пола.

ИСТОЧНИК: https://www.today.it