Незважаючи на свою репутацію найбільш стабільного, він зазнав відносно швидкої еволюції

Мадрид | 21 · 07 · 13 | 20:27

бути

Поділіться статтею

X відомий як "жіночий" аналог файлу Y

Дослідження експертів Інституту біомедичних досліджень Уайтхеда в Кембриджі, штат Массачусетс, США, щодо генетичної послідовності Х-хромосоми, здавна відомого як "жіночий" аналог чоловічої Y-хромосоми, виявляє, що значна частина Х еволюціонувала до відіграють особливу роль у виробництві сперми.

Ця дивовижна знахідка пояснюється дослідниками у статті, опублікованій в Інтернет-виданні цього тижня в журналі Nature Genetics, пов'язаний з іншим несподіваним результатом: незважаючи на репутацію найбільш стабільної хромосоми в геномі, X він фактично зазнав відносно швидкої еволюції.

У сукупності ці результати говорять про те, що настав час переглянути біологічне та медичне значення Х-хромосоми. "Ми розглядаємо це як подвійне життя Х-хромосоми", - говорить директор Інституту Уайтхеда Девід Пейдж, лабораторія якого провела останні дослідження .

"Х - це найвідоміша, найбільш інтенсивно вивчена хромосома у всій генетиці людини. А історія Х-хромосом була одним із Х-пов'язаних рецесивних захворювань, таких як дальтонізм, гемофілія та м'язова дистрофія Дюшенна", - додає Пейдж. - Але є й інша сторона Х, команда, яка швидко розвивається і, здається, відповідає репродуктивним потребам чоловіків ".

Найбільш відома своїми новаторськими дослідженнями Y-хромосоми, лабораторія Пейджа розпочала ретельне порівняння X-хромосом миші та людини, зокрема, щоб перевірити біологічний принцип, що вміст генів у X-хромосомах зберігається та ділиться серед ссавців.

Однак, щоб зробити таке достовірне порівняння, лабораторії довелося оновитиеталонна послідовність Х-хромосоми людини, який спочатку був зібраний як мозаїка з послідовностей з Х-хромосом щонайменше 16 людей. Ця композиція залишила посилання з помилками та прогалинами, які спричиняють нездатність зрозуміти в так званих ампліконічних областях, які містять нуклеотидні сегменти, які практично ідентичні, що перешкоджає розпізнаванню невеликих, але важливих відмінностей.

Щоб встановити лінійну послідовність, лабораторія звернулася до унікального методу секвенування, який Пейдж розробив разом із співробітниками Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, США, щоб допомогти орієнтуватися у структурних складностях Y-хромосоми.

Як повідомляв Пейдж близько десяти років тому, Y-хромосома має кілька областей великих паліндромів, ділянок дзеркального зображення генетичних послідовностей, які не піддаються з'ясуванню за допомогою звичайних підходів до секвенування, які просто не можуть виявити найтонші генетичні відмінності, виявлені. . Таким чином, ці вчені розробили так зване SHIMS (ітераційне картографування та секвенування одного гаплотипу) для встановлення остаточної еталонної послідовності ДНК Y-хромосоми.

А) Так, лабораторія значно покращила референтну послідовність X людини, точно встановити три великі амплікони, ідентифікуючи раніше невідомі паліндроми, і врешті-решт, скоротивши всю довжину послідовності, усунувши чотири великі прогалини. Потім ці основні зміни були включені в еталонну послідовність людини для використання науковою спільнотою.

Маючи вдосконалене посилання, лабораторія виявила, що, як не дивно, Х-хромосоми людини та миші мають близько 95 відсотків пов'язаних Х-хромосом, тобто спільних генів. Майже всі ці гени експресуються в обох статей, але, як не дивно, лабораторія ідентифікувала приблизно 340 генів, які не розподіляються між двома видами.

Цілком очевидно, що більшість цих генів мешкають в ампліконічних регіонах X і, схоже, були придбані самостійно протягом 80 мільйонів років з тих пір, як миша та людина відійшли від спільного предка. Експресійний аналіз показав, що ці гени активні майже виключно в статевих клітинах яєчок, де, принаймні, вони, ймовірно, сприяють виробленню сперми, хоча необхідне подальше дослідження цих ампліконічних X-областей та пов'язаних з ними генів.

"Це набір генів, якому в значній мірі уникли медичні генетики", - говорить Джейкоб Мюллер, докторант з лабораторії Пейджа і перший автор статті. "Жоден з цих генів не був пов'язаний з менделівською ознакою. Тепер, коли ми впевнені у існуванні генів у цих сильно повторюваних регіонах Х-хромосоми, ми можемо почати аналізувати їх біологічне значення", - додає він.

Зі свого боку Пейдж робить висновок: "Ці гени, швидше за все, відіграють роль у захворюваннях, пов’язаних із розмноженням, безпліддям і, можливо, навіть раком яєчок".