Одним из именинников апреля является Уолтер Саттон — автор хромосомной теории наследственности. Имя этого ученого стало известным после того, как он заявил, что в хромосомах содержатся гены, и что во время мейоза происходит случайно распределение генетического материала — при этом каждая половая клетка получает одну хромосому из пары.
Сегодня о хромосомах известно очень и очень многое. Ученые могут сказать, на какой из них расположен тот или иной ген, как происходит активация и «выключение» отдельных генов, какие бывают хромосомные мутации и др. Особое внимание приковано к половым хромосомам, благодаря которым человечество представлено двумя полами: мужчинами и женщинами. И особенно неоднозначное отношение у ученых сложилось в отношении Y-хромосомы, которая в норме имеется только у представителей сильного пола. Как это часто бывает с чем-то, что есть у одной половины человечества и нет у другой, об Y-хромосоме существует множество слухов и домыслов.
MedAboutMe разбирался, что нового наука узнала о ней и как это может повлиять на развитие медицины.
Y-хромосома: тело и личность
В 1905 году мир узнал о существовании Y-хромосомы, которую признали определяющей пол. То есть, помимо 22 пар обычных соматических хромосом, у женщин есть две половые Х-хромосомы, а у мужчин — одна Х- и одна Y-хромосома. В 1920 году это предположение подтвердилось тем фактом, что именно наличие Y-хромосомы у плода еще во внутриутробном периоде приводит к образованию у него яичек, которые начинают активно вырабатывать андрогены. Как следствие, обладатель Y-хромосомы становится мальчиком со всеми полагающимися ему половыми признаками — половым членом, мошонкой и др.
При этом можно ли говорить, что именно Y-хромосома делает мужчину — мужчиной? Казалось бы, какие могут быть сомнения в этом? Но нет. В 2014 году ученые из Университета Эмори (штат Джорджия, США) доказали, что наличие Y-хромосомы не всегда показатель наличия мужественности.
Речь идет о людях, страдающих от синдрома нечувствительности к андрогенам (он же синдром тестикулярной феминизации или синдром Морриса). При этом генетическом заболевании человек внешне и по поведению обладает всеми женскими характеристиками, за исключением маленького нюанса: у него есть Y-хромосома.
Как следствие, есть и яички, скрытые в теле и имеющие дефицит рецепторов к андрогенам. Поэтому тело такого человека не реагирует на мужские половые гормоны, но зато реагирует на женские — эстрогены, которые вырабатывают все те же яички. В результате такие люди развиваются как женщины и демонстрируют феминизирующее половое созревание. Матки и яичников у них нет, поэтому ни менструаций, ни детей они иметь не могут.
Что важно: такие женщины, которые генетически являются «мужчинами», в то же время женщины во всем: не только физически, но и в психическом плане. Реакции их мозга на визуальную и сексуальную стимуляцию — абсолютно женская. В их мозге тоже нет рецепторов к андрогенам, плавающим в их крови. Как говорят ученые, у таких людей есть «женский шаблон» по умолчанию, но нет возможности реагировать на андрогены.
Одиночество Y-хромосомы
Y-хромосома интересна еще и тем, что в большинстве случаев она не подвергается стандартной процедуре рекомбинации. Гены отца и матери в Х-хромосомах «перемешиваются», создавая уникальную для живого существа комбинацию. А Y-хромосома этой процедуре не подвергается, то есть со временем в ней начинают накапливаться повторяющиеся последовательности ДНК, роль которых в полной мере пока не раскрыта, но есть мнение, что это в значительной части своей «мусор».
Правда, не так давно было показано, что у Y-хромосомы существует своя версия кроссинговера — так называется процесс обмена хромосом аналогичными по расположению участками. Y-хромосома за неимением пары меняется участками сама с собой. Это дает ей возможность исправить возникающие мутации и тем самым предотвратить вырождение.
Вообще тема вырождающейся Y-хромосомы давно обсуждается в научном сообществе. И именно из этой концепции вырождения чистой мужской хромосомы вытекает несколько фантастически звучащий прогноз о грядущем исчезновении мужчин, как пола. Ведь если обмена генами не происходит, то мутация/утрата какого-либо чисто мужского гена не восстановима. И рано или поздно повреждения станут слишком обширны.
Однако, с одной стороны, с тех пор, как пути Х-хромосом и Y-хромосомы разошлись, последняя действительно утратила значительную часть своих генов и сегодня по объёму составляет около трети Х-хромосомы. С другой стороны, в 2009 году ученые сообщили о возможности обмена генами между Х- и Y-хромосомой. По мнению исследователей, мутации на вырождающейся Y-хромосоме могут попасть на X-хромосому, и наоборот, восстанавливая ее разнообразие.
Утрата Y-хромосомы и болезни
А может и не нужна особо эта Y-хромосома? Ну, по крайней мере, в соматических клетках, то есть, в клетках тела? Удивительно, но нужна и даже очень.
В 2016 году ученые обнаружили связь между утратой Y-хромосомы в клетках крови и повышенным риском развития болезни Альцгеймера. Речь идет о мозаицизме — утрате Y-хромосомы некоторыми клетками (LOY), в частности, клетками крови. Это не редкое событие — 20% мужчин старше 70 лет являются обладателями таких клеток, причем курение дополнительно повышает риски. Оказалось, что люди с LOY чаще страдают от болезни Альцгеймера, целого ряда злокачественных опухолей, а также чаще умирают раньше времени.
Сам факт того, что наличие Y-хросомосомы снижает для мужчины риски нейродегенеративных болезней и рака, подтверждается и другими наблюдениями. В 2018 году на «мужской» хромосоме был найден ген, защищающий своего обладателя от рака и, в частности, от острого миелоидного лейкоза.
А годом ранее, в 2017 году, выяснилось, что мыши с Y-хромосомой намного реже страдают от легочной гипертензии, чем мыши без нее. Это, кстати объясняет, почему женщины, у которых тоже нет Y-хромосомы более восприимчивые к заболеванию.
- Итак, даже наличие Y-хромосомы не всегда делает мужчину — мужчиной.
- Y-хромосома в эволюционном плане продолжает меняться. Ее возможности крайне ограничены, но тем не менее, механизмы обмена генами и ликвидации мутаций худо-бедно работают. Так что пока вымирание мужчин нам не грозит.
- Равно как не стоит рассчитывать и на полную утрату Y-хромосомы. Это не просто набор генов для выработки сперматозоидов и взлома яйцеклетки. Это еще и защита мужчин от целого ряда неизлечимых на сегодняшний день болезней.
