...
Посмотреть изображение в оригинале...
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.
...
Ученые: мужчины в ближайшие 100 тысяч лет не вымрут Объявленное наукой полное вымирание в течение ближайших 100 тысяч лет мужчин Homo sapiens как биологического вида не состоится. К такому выводу в ходе новейших работ пришли ученые из американского Института медико-биологических исследований (штат Массачусетс), сообщает ИТАР-ТАСС со ссылкой на британскую радиостанцию BBC.
Вывод о неминуемом исчезновении мужчин был сделан в начале минувшего десятилетия рядом специалистов, изучавших уникальную Y-хромосому. Она присутствует лишь в мужском организме и отвечает за рождение мальчиков.
Как оказалось, на момент появления Homo sapiens Y-хромосома имела 1400 генов. Однако у современных мужчин она имеет лишь 45 генов. Согласно проделанным в 2003 году подсчетам специалистов, мужчине осталось просуществовать как биологическому виду от 100 тысяч до 5 миллионов лет в зависимости от быстроты дальнейшего исчезновения генов в данной хромосоме. Причиной быстрого разложения Y-хромосомы ученые назвали ее высокую уязвимость от изменения внешней среды.
Но сейчас американские ученые опровергли данные выводы. Изучив динамику биологического развития обезьян и человека, они пришли к выводу, что произошедшее сокращение количества генов в составе Y-хромосомы не влияет на ее функции и устойчивость. Более того, научный коллектив института сделал вывод о том, что историко-биологический процесс разложения Y-хромосомы уже прекратился.
"Она не исчезнет, феномен потери ею генов прекратился, — заявила руководитель работ профессор Дженнифер Хьюз. — Те гены, которые в ней находятся сейчас, так и останутся в структуре хромосомы".
...
Гены Y-хромосом способствуют выживанию мужского рода Небольшая Y-хромосома, которая определяет принадлежность млекопитающего к мужскому полу, может куда больше, чем просто создавать гендерные признаки развивающегося эмбриона.
Согласно двум новым независимым исследованиям, её роль в биологии гораздо шире. Оказывается, половая хромосома, которая потеряла 1393 из 1438 изначально имеющихся у неё генов за миллионы лет своего существования, сохранила небольшую их группу, являющуюся ключевой для выживания.
В старых учебниках биологии писали, что принадлежность особи к мужскому полу определяется несколькими генами Y-хромосомы. Они запускают развитие половых желез и других признаков принадлежности к сильному полу. Однако новые результаты показали, что Y-хромосома намного сложнее, чем принято считать.
Половые хромосомы млекопитающих развивались в течение миллионов лет. Происходят они из двух одинаковых хромосом. Теперь у самцов одна X- и одна Y-хромосома, в то время как у самок – две X-хромосомы. То есть наличие или отсутствие Y-хромосомы определяет пол существа, она же содержит ген SRY, определяющий мужской пол организма, а также гены, необходимые для нормального формирования сперматозоидов. Но в то время, как Х-хромосома сохранила почти 2000 генов в процессе эволюции, Y-хромосома потеряла большую часть генетического материала в самом начале своей эволюции, и теперь несёт менее сотни. Это заставило некоторых учёных предположить, что данная хромосома незаменима, но, вероятно, её "вымирание" в конечном счёте неизбежно.
Чтобы понять, какие гены Y-хромосомы являются общими для всех видов, биолог Даниэль Уинстон Беллотт (Daniel Winston Bellott) из Института биомедицинских исследований Уайтхеда в Кембридже, сравнил Y-хромосомы восьми млекопитающих, включая человека, обезьян, мышей, крыс, быков и опоссумов. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, свидетельствуют о том, что 18 разнообразных генов оказались удивительно похожими у всех видов. Гены эти несли разнообразные функции, в том числе могли контролировать экспрессию генов во многих других областях генома. Тот факт, что в процессе эволюции все виды сохранили эти гены, несмотря на существенные изменения в самой Y-хромосоме, указывает на то, что они жизненно важны для выживания млекопитающих.
"То, что эти гены, заключённые в Y-хромосоме, пережили миллионы лет эволюции, доказывает, что они являются регуляторами большого количества различных процессов, – утверждает Беллотт. – То есть Y-хромосома не просто сообщает организму, что особь − самец. Она свидетельствует о том, что он самец, он способен размножаться, и он собирается выжить".
В ближайших планах у команды Беллотта выяснение функции генов Y-хромосомы, где в организме они проявляют себя и как отвечают за выживание особи.
Вторая группа исследователей под руководством Диего Кортеза (Diego Cortez) из Швейцарского института биоинформатики, также опубликовавшая свою работу в Nature, использовала другой подход генетического секвенирования и другой набор млекопитающих, однако стремилась найти ответы на аналогичные вопросы об эволюции Y-хромосомы. Они тоже выяснили, что одна из причин, почему Y-хромосома остаётся стабильной, является наличие генов, от которых зависят многие другие гены.
Предположительно, результаты обоих исследований указывают на то, что самцы могут иметь различные модели экспрессии генов по всему телу по сравнению с самками. Причём не только из-за их гормонального уровня, но и из-за самой Y-хромосомы.
Полученные данные могут также объяснить, почему мужчины и женщины по-разному переносят различные заболевания. Возможно, это поможет создать новые способы лечения, а не опираться на какую-то универсальную (унисекс) модель.
...
Вещества из пластика ведут к бесплодию у мальчиков Результаты нового исследования показали: если организм будущей матери в течение первого триместра беременности подвергается воздействию фталатов (химических веществ, содержащихся во многих пластмассах), их дети мужского пола рождаются с более высоким риском развития бесплодия.
В ходе своего исследования команда изучала данные почти 800 женщин и их детей. Мальчики, подвергшиеся в период внутриутробного развития воздействию вещества под названием диэтилгексилфталат, могут родиться со значительно более коротким аногенитальным расстоянием (расстоянием между анусом и гениталиями), нежели те, кто не подвергался воздействию этого химического вещества (причём у девочек подобного дефекта выявлено не было). Ранее учёные установили, что короткое аногенитальное расстояние у мужчин связано с бесплодием и низким количеством сперматозоидов.
"Мы выявили эти изменения, даже несмотря на то, что воздействие диэтилгексилфталата на организм будущих матерей снизилось за последние 10 лет на 50%, – рассказывает профессор профилактической медицины, акушерства, гинекологии и репродуктивной медицины Шанна Свон (Shanna Swan). – Таким образом, нам не удалось обнаружить безопасный уровень воздействия фталатов на беременных женщин".
Свон отмечает, что это исследование не доказывает напрямую, что мальчики будут иметь в дальнейшем проблемы с фертильностью, и что именно диэтилгексилфталат вызывает эти проблемы. Тем не менее, исследования на животных показали взаимосвязь фталатов и мужских репродуктивных проблем. Именно поэтому Свон и её коллеги полагают, что и в организме человека существует тесная связь между диэтилгексилфталатом и способностью к последующему размножению.
Как известно, диэтилгексилфталат используется для смягчения пластмассы и, хотим мы этого или нет, он проникает в пищу из упаковки.
"Так как пища является главным источником диэтилгексилфталата для потребителей, сложно полностью ограничить его воздействие, – рассказывает Свон. – Его можно уменьшить, например, употребляя в пищу свежие только что приготовленные продукты. Однако полностью устранить диэтилгексилфталат из нашей еды можно лишь в том случае, если производители продуктов питания устранят его из своих упаковок. Но даже в этом случае вещество всё равно встречается в огромном количестве привычных нам вещей – от медицинских трубок до обоев, лаков и средств личной гигиены".
Результаты этой научной работы были оспорены представителями промышленности. Американский совет химической промышленности выступил с заявлением, отметив, что исследование касалось лишь одного типа фталатов, а на самом деле фталаты являются "одним из наиболее широко изученных семейств химических веществ, используемых сегодня". При этом, по словам представителей АСХП, диэтилгексилфталат распадается на метаболиты в течение нескольких минут после попадания в организм, к тому же в большинстве источников фталаты присутствуют в достаточно низкой и безопасной концентрации.
Однако подобные заявления больше похожи на оправдание в коммерческих целях. В любом случае вредоносное воздействие фталатов на организм человека уже неоднократно было доказано, и учёные придерживаются мнения, что безопасных концентраций фталатов попросту не существует.
Ряд исследований показал, что фталаты мешают нормальному развитию эмбрионов животных и человека, и практически все жители развитых стран испытывают на себе постоянное воздействие этих химических веществ.
Подробнее о губительном воздействии фталатов можно прочитать в материале Национального института здравоохранения США (на английском языке).
Научная статья группы Свон была опубликована в издании Human Reproduction.
...
