Учёные вывели мышей-самцов, лишённых Y-хромосомы. Несмотря на это животные не потеряли способность производить потомство. Это исследование поставило под сомнение необходимость Y-хромосомы для репродуктивной функции мужчин.
Напомним, что пол млекопитающего определяется набором половых хромосом. Так, у женского пола есть две копии X-хромосомы, в то время как у мужского пола – одна Х и одна Y.
Два года назад учёные из Гавайского университета, работающие под руководством Моники Уорд (Monika Ward), выяснили, что для репродуктивной функции (производства потомства) из этой хромосомы необходимы всего два гена: Sry и Eif2s3y. Первый отвечает за развитие организма по мужскому типу, второй – за развитие сперматозоидов.
Теперь генетики пошли ещё дальше и вывели мышей-самцов без мужской Y-хромосомы. Учёные провели эксперимент, в котором заменили у мышей мужского пола гены Y-хромосомы на их аналоги.
Так, вместо гена Sry исследователи использовали гомологичный ген Sox9, который находится на 11 хромосоме мышей. Обычно именно Sry активирует работу Sox9, но в данном случае учёные "включили" второй ген трансгенными методами. Затем они усилили экспрессию гена Sox9. Оказалось, что, несмотря на отсутствие Sry, "усиление" Sox9 приводит к тому, что мыши с набором хромосом XX начинают развиваться по мужскому типу.
Точно также учёные добились того, что у грызунов без мужской хромосомы формировались сперматозоиды. Для этого генетики "включили" гомолог второго обязательного гена Y-хромосомы (Eif2s3y). Трансгенными методами они заставили слишком активно экспрессироваться ген Eif2s3x Х-хромосомы.
Отметим, что Eif2s3y и Eif2s3x принадлежат к одному и тому же семейству генов и очень похожи в своём строении. Eif2s3х, экспрессия которого была увеличена, в итоге взял на себя функции Eif2s3y и запустил производство спермы.
Используя два метода сразу, учёные смогли создать грызуна полностью без мужской хромосомы. Позже у животных без Y-хромосомы были взяты образцы половых клеток, которые в ходе искусственного оплодотворения позволили получить на свет потомство.
Учёные особо отмечают, что мышата лишённых Y-хромосомы самцов были вполне здоровыми. Они также были способны самостоятельно воспроизводить потомство без какого-либо технологического вмешательства.
По словам Уорд, исследование показывает, что в ДНК присутствуют резервные "копии" генов, которые обычно молчат, но способны "проснуться" в определённых обстоятельствах.
"Мы выявили две эти стратегии с помощью манипуляции с геномом. Будут ли они работать самостоятельно, без помощи человека, например, в ответ на изменения окружающей среды, неизвестно. Но это, возможно, уже случилось для грызунов, по каким-то причинам потерявших Y-хромосомы", — добавляет она.
Генетики надеются, что результаты их исследования могут помочь в будущем побороть мужское бесплодие.
Полное описание работы опубликовано в научном журнале Science.
Добавим, что ранее учёные не раз предрекали скорую "смерть" Y-хромосомы и мужчин вместе с ней.
