Мужская Y-хромосома не исчезнет, как считалось ранее

22 февраля 2012 года

Мужская Y-хромосома не должна исчезнуть в будущем, как предсказывают некоторые теории эволюции генома человека, так как "съеживание" подавляющей части этой хромосомы прекратилось свыше 25 миллионов лет назад, заявляют американские биологи в статье, опубликованной в журнале Nature.

ВРЕМЯ И ГЕНОМ

Считается, что мужская Y и женская X-хромосомы произошли от одной пары "нормальных" хромосом, форма и функции которых были одинаковыми. С тех пор мужская половая хромосома постепенно уменьшалась в размере из-за того, что большая часть ее более не использовалась в работе организма. Многие ученые предполагают, что с течением времени она окончательно исчезнет.

Группа ученых под руководством Дженнифер Хьюз (Jennifer Hughes) из Массачусетского технологического института (США) доказала, что это далеко не так, сравнив человеческую Y-хромосому с ее "коллегами" из генома приматов.

Как объясняют исследователи, Y-хромосома разделена на пять участков, возникших по мере эволюции предков человека. С каждым всплеском эволюции содержимое этой хромосомы "редактировалось" и большая часть оригинальных генов удалялась. В результате появились пять участков, самый первый из которых меньше всего похож на оригинальную хромосому, а самый поздний мало чем отличается от нее.

"ШАГРЕНЕВАЯ" ХРОМОСОМА

Хьюз и ее коллеги попытались вычислить скорость "съеживания" мужской хромосомы, сравнив сегменты Y-хромосомы человека, шимпанзе и макаки-резуса. Предки человека и шимпанзе разделились относительно недавно - всего 6 миллионов лет назад, благодаря чему их геномы отличаются весьма незначительно. Последний общий предок человека и макаки жил примерно 25 миллионов лет назад, чего должно хватить для появления существенных "разночтений" в мужской хромосоме.

По словам ученых, все значимые гены на четырех первых сегментах мало чем отличались в Y-хромосомах человека и макаки. Это означает, что эти гены сохранились в примерно одинаковом виде с момента разделения предков людей и мартышек. В пятом сегменте ситуация была совсем другой - структура этой части Y-хромосомы сильно отличается у всех видов приматов.

Мужская хромосома шимпанзе несколько отличается от аналогичной структуры в геномах человека и макаки. Как полагают ученые, шимпанзе могли приобрести новые мутации благодаря их активной половой жизни - самки этого вида приматов последовательно спариваются сразу с несколькими самцами.

Как считают ученые, идентичность древних фрагментов мужской хромосомы указывает на то, что их гены жизненно важны для выживания и успешного продолжения рода. В противном случае Y-хромосомы человека и мартышек содержали бы и другие варианты этих генов.

Биологи полагают, что каждый сегмент в мужской хромосоме развивается по одному сценарию в два этапа. На первом из них участок переживает стадию бурных мутаций, которые приводят к "удалению" ненужных участков хромосомы. Затем сегмент переходит в стабильную фазу, во время которой рабочие гены в хромосоме не изменяются и передаются из поколения в поколение.

Таким образом, большая часть мужской хромосомы сохраняет стабильность на протяжении десятков миллионов лет. Все это указывает на то, что гипотеза о полном исчезновении этой части генома не является верной, заключают биологи.