Учёные: мужская хромосома Y постепенно исчезает, и это грозит человечеству вымиранием

Y-хромосома отвечает за мужскую половую систему и определяет пол. Но человеческая Y-хромосома вырождается и может исчезнуть через несколько миллионов лет, что приведет к нашему вымиранию, если мы не разовьем новый половой ген, сообщает ScienceAlert.

Фото: IStock

Хорошая новость заключается в том, что две ветви грызунов уже потеряли свою Y-хромосому и дожили до того, чтобы рассказать об этом.

Новая статья в Proceedings of the National Academy of Science показывает, как у щетинистой крысы развился новый ген, определяющий самца.

Как Y-хромосома определяет пол человека

У людей, как и у других млекопитающих, самки имеют две Х-хромосомы, а самцы — одну Х-хромосому и маленькую хромосому под названием Y. Названия не имеют ничего общего с их формой. X означало «неизвестно».

X содержит около 900 генов, которые выполняют всевозможные функции, не связанные с полом. Но Y содержит несколько генов (около 55) и много некодирующей ДНК — простой повторяющейся ДНК, которая, кажется, ничего не делает.

По теме: Ученые нашли слабое место рака: новая технология позволяет лечить почти все виды онкологии

Но Y-хромосома обладает преимуществом, потому что она содержит важнейший ген, запускающий развитие мужского пола в эмбрионе.

Примерно через 12 недель после зачатия этот основной ген включает другие, которые регулируют развитие яичек. Эмбриональное яичко вырабатывает мужские гормоны (тестостерон и его производные), что обеспечивает развитие ребенка как мальчика.

Этот основной ген пола был идентифицирован как SRY (ген SRY (англ. Sex-determining Region Y) располагается на Y-хромосоме большинства млекопитающих, и принимает участие в развитии организма по мужскому типу) в 1990 году. Он работает, запуская генетический путь, начинающийся с гена SOX9, который является ключевым для определения мужского пола у всех позвоночных. Хотя он не находится в половых хромосомах.

Исчезающий Y

Большинство млекопитающих имеют X- и Y-хромосому, сходную с нашей. X с большим количеством генов и Y с SRY плюс несколько других. Эта система сопряжена с проблемами из-за неодинакового количества генов X у мужчин и женщин.

Как возникла такая странная система? Удивительным открытием является то, что у австралийского утконоса совершенно другие половые хромосомы. У утконоса не обнаружен ген SRY, ключевой ген определения пола у млекопитающих.

В утконоса пара XY представляет собой обычную хромосому с двумя равными членами. Это говорит о том, что у млекопитающих X и Y не так давно были обычной парой хромосом.

В свою очередь, это должно означать, что Y-хромосома потеряла 900–55 активных генов за 166 миллионов лет, в течение которых люди и утконосы развивались раздельно. Это потеря около пяти генов за миллион лет. При таких темпах последние 55 генов исчезнут через 11 миллионов лет.

Заявление о неизбежной гибели человеческой Y-хромосомы произвело фурор. И по сей день существуют утверждения об ожидаемом сроке жизни нашей Y-хромосомы — оценки варьируются от бесконечности до нескольких тысяч лет.

Грызуны без Y-хромосомы

Хорошая новость заключается в том, что мы знаем о двух линиях грызунов, которые уже потеряли свою Y-хромосому и все еще выживают.

И слепушонки Восточной Европы, и щетинистые крысы Японии могут похвастаться некоторыми видами, у которых Y-хромосома и SRY полностью исчезли. Х-хромосома остается в единичной или двойной дозе у обоих полов.

Хотя пока неясно, как слепушонки определяют пол без гена SRY, команде под руководством биолога из Университета Хоккайдо Асато Куроивы повезло больше с щетинистыми крысами — группой из трех видов на разных японских островах, находящихся под угрозой исчезновения.

Команда Куроивы обнаружила, что большинство генов на Y у щетинистых крыс были перемещены в другие хромосомы. Но она не нашла ни признаков SRY, ни гена, который его заменяет.

Теперь, наконец, они опубликовали свои открытия в PNAS. Команда обнаружила последовательности, которые были в геномах самцов, но не были в геномах самок, затем уточнила их и проверила последовательность на каждой отдельной крысе.

Нравится статья? Поддержите ForumDaily!?

Они обнаружили крошечную разницу вблизи ключевого полового гена SOX9 на хромосоме 3 щетинистой крысы. Небольшая дупликация (разновидность хромосомных перестроек, при которой участок хромосомы оказывается удвоенным) — только 17 000 пар оснований из более чем 3 миллиардов — присутствовала у всех мужчин и ни у одной женщины.

Они предполагают, что этот небольшой фрагмент дуплицированной ДНК содержит переключатель, который обычно включает SOX9 в ответ на SRY. Когда они ввели эту дупликацию мышам, они обнаружили, что она повышает активность SOX9, поэтому это изменение может позволить SOX9 работать без SRY.

Что это значит для будущего мужчин

Неизбежное — с точки зрения эволюции — исчезновение Y-хромосомы человека вызвало предположения о нашем будущем.

Некоторые ящерицы и змеи являются только самками и могут производить яйца из собственных генов посредством так называемого партеногенеза. Но этого не может произойти с людьми или другими млекопитающими, потому что у нас есть по крайней мере 30 важных «импринтированных» генов, которые работают, только если они получены от отца через сперму.

Чтобы размножаться, нам нужны сперматозоиды и мужчины, а это означает, что конец Y-хромосомы может предвещать вымирание человеческой расы.

Новое открытие поддерживает альтернативную возможность — что люди могут развить новый ген, определяющий пол.

Вам может быть интересно: главные новости Нью-Йорка, истории наших иммигрантов и полезные советы о жизни в Большом Яблоке – читайте все это на ForumDaily New York.

Однако эволюция нового гена, определяющего пол, сопряжена с риском. Что, если в разных частях мира возникнет более одной новой системы?

«Война» половых генов может привести к обособлению новых видов, что и произошло со слепушонками и щетиничстыми крысами.

Таким образом, если кто-то посетит Землю через 11 миллионов лет, он может не найти людей — или найти несколько разных человеческих видов, разделенных их разными системами определения пола.

Читайте также на ForumDaily:

Бразильца признали мертвым и отвезли в морг: только в похоронном бюро заметили, что мужчина дышит

Невероятный город в США, где все население живет в одном доме

Пять рекордов, которые Комитет Гиннесса больше не принимает, и это к лучшему

Хотите больше важных и интересных новостей о жизни в США и иммиграции в Америку? — Поддержите нас донатом! А еще подписывайтесь на нашу страницу в Facebook. Выбирайте опцию «Приоритет в показе» —  и читайте нас первыми. Кроме того, не забудьте оформить подписку на наш канал в Telegram  и в Instagram— там много интересного. И присоединяйтесь к тысячам читателей ForumDaily New York — там вас ждет масса интересной и позитивной информации о жизни в мегаполисе.