Вчені розповіли, що відбувається з Y-хромосомою

Людська Y-хромосома вже не та, що раніше – давно минули ті часи, коли вона була такого ж розміру, як і її подруга X. Зараз вона набагато менша, але чи зникне вона зовсім? І якщо так, то що станеться?

Y-хромосома людини: загальний огляд

Більшість людей мають 23 пари хромосом. Однією з цих пар є статеві хромосоми. Якщо у когось немає хромосомної аномалії, вона зазвичай складається або з двох Х-хромосом, або з Х і Y.

Хоча її часто називають “чоловічою” хромосомою, сама по собі Y-хромосома не визначає стать людини – це буде важливим фактором у подальшому. Однак вона містить ген під назвою SRY, який запускає шлях, що веде до розвитку яєчок.

Y-хромосома також є меншою з пари. Вважається, що статеві хромосоми вперше з’явилися у ссавців близько 180 мільйонів років тому. З того часу, як з’явилися люди, наша версія Х залишилася досить стабільною – чого не можна сказати про Y, яка зменшилася.

Зараз вона становить лише третину розміру Х-хромосоми і містить лише 106 генів, що кодують білки, порівняно з Х, яка налічує близько 900.

Чому зменшилася Y-хромосома?

Відповідь на питання, чому Y-хромосома людини стала меншою, лежить в площині одного із способів, яким наші хромосоми намагаються забезпечити генетичну мінливість і уникнути передачі мутацій нащадкам: мейозу.

Якщо ваші спогади про шкільний курс біології трохи затуманені, ось вам нагадування. Мейоз – це процес, під час якого утворюються сперматозоїди та яйцеклітини. Під час цього процесу пари хромосом обмінюються ділянками своїх плечей. Y, однак, не може обмінятися з X, оскільки вони недостатньо схожі, і тому вона застрягла зі своїми мутаціями, яких еволюція прагне позбутися.

“З Х все гаразд, тому що у жінок він може рекомбінувати з іншими Х, але Y ніколи не може рекомбінувати майже по всій своїй довжині, і припинення цієї рекомбінації зробило Y вразливим до всіх цих дегенеративних сил, – розповіла BBC News доктор Дженніфер Г’юз, дослідниця з Інституту Уайтхеда, – саме тому ми залишилися з тим Y, який маємо сьогодні”.

Чи зникне вона?

Проста відповідь на питання, чи зникне Y-хромосома, полягає в тому, що ми не знаємо. Це не зовсім неможливо, але це також не означає, що це станеться, і думки вчених з цього приводу, безумовно, розділилися.

Професор Дженніфер Грейвс, наприклад, вже давно припускає, що Y-хромосома може зникнути, і це може статися вже через 4,6 мільйона років – це зовсім не далеко з точки зору еволюції, хоча й не настільки близько, щоб ми мали про це турбуватися.

З іншого боку, дослідження 2012 року показало, що людська Y-хромосома втратила лише один ген за 25 мільйонів років, відколи люди і макаки-резуси розійшлися, і жодного – відколи ми розійшлися з шимпанзе. Інше дослідження виявило, що Y-хромосоми зазнали структурних змін, які допомагають захиститися від деградації. Це свідчить про те, що деградація Y-хромосоми може сповільнитися, а можливо, навіть зупинитися.

“Y-хромосома нікуди не дінеться, і втрата генів, ймовірно, зупинилася”, – сказав Г’юз, один з авторів дослідження 2012 року, в інтерв’ю BBC News. “Ми не можемо виключити, що це може статися знову, але гени, які залишилися на Y, залишаться тут”.

Що може статися, якщо він таки зникне?

Незалежно від фактичного результату, вчені також мають деякі міркування щодо того, що може статися, якщо Y-хромосома дійсно зникне. Чи зникне чоловіче населення?

Не обов’язково – як згадувалося раніше, Y-хромосома не є єдиним геном, що визначає стать. Багато інших генів, що беруть участь у статевому розвитку, знаходяться на інших хромосомах, зокрема SOX9, який також відіграє важливу роль у статевому розвитку чоловіків.

Один з цих генів потенційно може взяти на себе цей процес. Вчені виявили, що це сталося у колючого щура Амамі, у якого повністю зникли Y-хромосома і ген SRY, хоча залишилося багато самців.

У дослідженні, присвяченому вивченню такої можливості, автори дійшли висновку, що невелика специфічна для самців зміна в послідовності ДНК біля SOX9 може працювати як функціональна заміна SRY, який виробляє білок, що зазвичай активує SOX9 – таким чином, самці все ще можуть розвиватися.

Теоретично, щось подібне може статися і у людей. Наскільки це ймовірно? Невідомо, і еволюційний процес, ймовірно, був би настільки повільним, що, якщо ми раптом не розробимо пігулку безсмертя або не винайдемо машину часу в найближчому майбутньому, ми не доживемо до того, щоб це з’ясувати.