Чоловічу статеву хромосому вважають справжнім реліктом – в довгостроковій перспективі вона приречена зникнути. Чи ні? Зараз вчені навели аргументи на користь того, що без цієї маленької Y-хромосоми неможливо буде обійтися: у ній розташовані гени, без яких мейоз – поділ клітин – не працює. І важливо, що контрольний процес налаштований у такий спосіб, що ці гени не можуть перейти до інших хромосом.

Y-хромосоми чоловіків, порівняно з жіночими Х-хромосомами, радше невеликі: в процесі еволюції вони втратили майже 90 % своєї спадкової інформації. Y-хромосоми завбільшки з третину жіночого відповідника і містять п’яту частину його генів. Проте Y-хромосома відіграє визначальну роль, наділяючи чоловіків їхніми статевими ознаками. Крім того, у ній містяться ще деякі важливі контрольні гени.

Але як далеко може зайти зменшення Y-хромосоми? Згідно з популярною теорією, «чоловіча хромосома» може вимерти вже через кілька мільйонів років. «Y-хромосома зараз виконує важливі функції для статевого вираження та продукування сперми, – пояснив Пол Вотерс (Paul Waters) з Університету Нового Південного Уельсу у Сіднеї. – Але якщо ці гени перенести деінде, їм настане кінець».

Зображення: vchal/ iStock

Таке перенесення генів з чоловічої статевої хромосоми до решти хромосом відбувається впродовж останніх 165 мільйонів років. Варто зазначити, що ця втрата генів впродовж останніх мільйонів років сильно уповільнилася, але дослідження доводять, що темп генетичного переходу й у минулому часто коливався і подекуди протікав стрибками. Тож постає питання, чи Y-хромосома приречена на смерть?

Аргумент всупереч цього надали Вотерс і його колега Аврора Руіз-Геррера (Aurora Ruiz-Herrera) з Барселонського університету. Вони пояснили, що Y-хромосома може бути тісно пов’язана з фундаментальними процесами клітинної біології – клітинним поділом мейозом. При цьому зазвичай подвійний набір хромосом в організмі ділиться надвоє, щоб створити статеві клітини – сперматозоїди та яйцеклітину.

«Згідно з нашою гіпотезою, Y-хромосома не може зникнути, оскільки є носієм гена, визначального для успішного перебігу мейозу», – сказав Вотерс. Цей ZFY-ген відповідає за те, що обидві статеві хромосоми в певний момент мейозу деактивовуються. Якщо це не відбувається, їхні генетичні продукти заважають клітинному поділу, і це призводять до смерті клітин. «Те, що Y-хромосома керує таким мейозним деактивуванням, відомо вже роками», – пояснила Руіз-Геррера.

Але вирішальним є те, що деактивування статевих хромосом не може тривати надто довго. Ціла тонко збалансована система мейозу працює тільки тому, що, зупинивши Y-хромосому, Zfy-гени самі себе вимикають. Якщо вони залишаються активними, клітини також гинуть, як це продемонстрували дослідження на мишах зі зміненими гени.

«Ці гени регулюють самих себе – вони, так би мовити, суддя, присяжний і кат водночас», – сказала Руіз-Геррера. Це означає: лише коли ген залишається на одній зі статевих хромосом, він може виконувати функцію правильно. Якщо натомість ген перекласти на «нормальну хромосому», «самовимикання» не відбувається, і клітина вмирає.

На думку Вотерса та Руіз-Геррери, ця складна система захистила Y-хромосому від вимирання. «Існує сильний еволюційний тиск для збереження Y-хромосоми», – констатують вчені. Адже єдиною іншою альтернативою було б перенести ZFY-гени на Х-хромосому – але досі такі переходи в еволюції траплялися лише як винятки. «Y-хромосоми ссавців вважають символом чоловіка, – сказала Руіз-Геррера. – Тож чоловіки можуть не переживати – Y не зникне».

Автор: Nadja Podbregar

Зреферувала С.К., ZBRUC
(https://zbruc.eu/node/99638)

Джерело: SCINEXX (https://www.scinexx.de/news/biowissen/y-chromosom-stirbt-doch-nicht-aus/)