A férfiak lassan elveszíthetik Y-kromoszómájukat, és a patkányok megmutathatják a jövőnket

Az emberi és más emlős csecsemők nemét az Y-kromoszómán található hím-meghatározó gén határozza meg. De az emberi Y-kromoszóma degenerálódik...

Magyar tudósok véletlenül létrehoztak egy hibrid halat két veszélyeztetett faj keresztezésével

Már csak nevükben férfiak - Egy új tanulmány azt mutatja, hogy az amerikai férfiak tesztoszteronszintje drámai módon csökken

A királyi családokban divat volt a beltenyészet, ami szélsőséges testi deformitásokat eredményezett

Az emberi és más emlős csecsemők nemét az Y-kromoszómán található hím-meghatározó gén határozza meg. De az emberi Y-kromoszóma degenerálódik, és néhány millió éven belül eltűnhet, ami a kihalásunkhoz vezethet, hacsak nem fejlesztünk ki új nemi gént.

A jó hír az, hogy a rágcsálók két ága már elveszítette Y-kromoszómáját, és mégis túlélt.

A Proceedings of the National Academy of Science folyóiratban megjelent új cikk bemutatja, hogyan fejlesztett ki a tüskéspatkány egy új hím-meghatározó gént. (1)

Hogyan határozza meg az Y-kromoszóma az emberi nemet?

Az emberben, akárcsak más emlősökben, a nőstényeknek két X-kromoszómája van, a hímeknek pedig egyetlen X-kromoszómája és egy apró kis Y-kromoszómája. A neveknek semmi közük az alakjukhoz; az X az "ismeretlent" jelentette.

Az X körülbelül 900 gént tartalmaz, amelyek mindenféle munkát végeznek, amelyek nem kapcsolódnak a nemhez. De az Y kevés gént (körülbelül 55-öt) és sok nem kódoló DNS-t tartalmaz - egyszerű ismétlődő DNS-t, amely úgy tűnik, nem csinál semmit.

Az Y-kromoszóma azonban ütőképes, mert tartalmaz egy nagyon fontos gént, amely beindítja a hím fejlődést az embrióban. Körülbelül 12 héttel a fogantatás után ez a mestergén másokat kapcsol be, amelyek szabályozzák a here fejlődését. Az embrionális here férfihormonokat (tesztoszteront és származékait) termeli, ami biztosítja a baba kisfiúi fejlődését.

Ezt a mester nemi gént 1990-ben SRY-ként azonosították (nemi régió az Y-on). Úgy fejti ki hatását, hogy beindítja a genetikai útvonalat, amely egy SOX9 nevű géntől indul, amely kulcsfontosságú a hímek meghatározásához minden gerincesben, bár nem a nemi kromoszómákon található.

Az eltűnő Y-kromoszóma

A legtöbb emlősnek a miénkhez hasonló X és Y-kromoszómája van; egy X sok génnel és egy Y SRY-vel és még néhány másikkal. Ez a rendszer problémákkal jár az X gének egyenlőtlen adagolása miatt férfiaknál és nőknél.

Hogyan alakult ki egy ilyen furcsa rendszer? A meglepő felfedezés az, hogy az ausztrál kacsacsőrűeknek teljesen eltérő ivari kromoszómái vannak, jobban hasonlítanak a madarakéhoz.

A kacsacsőrűeknél az XY pár csak egy közönséges kromoszóma, két egyenlő taggal. Ez arra utal, hogy az emlős X és Y egy közönséges kromoszómapár volt nem is olyan régen.

Ennek viszont azt kell jelentenie, hogy az Y-kromoszóma 900-55 aktív gént veszített el a 166 millió év alatt, ameddig az ember és a kacsacsőrűek külön-külön fejlődtek. Ez körülbelül öt gén elvesztése millió évenként. Ilyen ütemben az utolsó 55 gén 11 millió év alatt eltűnik.

Az emberi Y-kromoszóma küszöbön álló eltűnésére vonatkozó állítás nagy felháborodást váltott ki, és a mai napig vannak állítások és ellenérvek Y-kromoszómánk várható élettartamával kapcsolatban - a végtelen és néhány ezer év közötti becslések szerint.

Y-kromoszómával nem rendelkező rágcsálók

A jó hír az, hogy két rágcsáló-vonalról tudunk, amelyek már elvesztették Y-kromoszómájukat, és még mindig élnek.

A kelet-európai vakondpocok és a japán tüskéspatkányok mindegyike olyan fajokkal büszkélkedhet, amelyekben az Y-kromoszóma és az SRY teljesen eltűnt. Az X-kromoszóma egyetlen vagy kétszeres dózisban megmarad mindkét nemben.

Bár még nem világos, hogyan határozzák meg a vakondpocok nemét az SRY gén nélkül, a Hokkaido Egyetem biológusa, Asato Kuroiwa vezette csapatnak nagyobb szerencséje volt a tüskéspatkánnyal - egy három fajból álló csoport különböző japán szigeteken, amelyek mindegyike veszélyeztetett.

Kuroiwa csapata felfedezte, hogy a tüskéspatkányok Y-kromoszómáján található gének többsége más kromoszómákba került át. De nem találták az SRY jelét, sem az azt helyettesítő gént.

Most végre sikeres azonosítást tettek közzé a PNAS folyóiratban. A csapat olyan szekvenciákat talált, amelyek a hímek genomjában voltak, de a nőstényeknél nem, majd finomították ezeket, és minden egyes patkányon tesztelték a szekvenciát.

Amit felfedeztek, az apró különbség volt a kulcs nemi gén, a SOX9 közelében, a tüskéspatkány 3. kromoszómáján. Egy kis duplikáció (a több mint 3 milliárdból csak 17 000 bázispár) minden hímnél jelen volt, nőstényeknél pedig egyetlen.

A kutatók azt sugallják, hogy ez a kis duplikált DNS-rész tartalmazza azt a kapcsolót, amely általában bekapcsolja a SOX9-et az SRY-re válaszul. Amikor alkalmazták ezt a duplikációt az egerekben, azt találták, hogy fokozza az SOX9 aktivitását, így a változtatás lehetővé teheti, hogy a SOX9 SRY nélkül is működjön.

Mit jelent ez a férfiak jövője szempontjából

Az emberi Y-kromoszóma küszöbön álló - evolúciós értelemben vett - eltűnése spekulációkat váltott ki jövőnkkel kapcsolatban.

Egyes gyíkok és kígyók csak nőstények, és az úgynevezett partenogenezis révén saját génjeikből képesek tojást létrehozni. De ez embernél vagy más emlősnél nem fordulhat elő, mert legalább 30 kulcsfontosságú "lenyomatozott" génünk van, amelyek csak akkor működnek, ha az apától származnak hímivarsejten keresztül.

A szaporodáshoz hímivarsejtre és férfiakra van szükségünk, ami azt jelenti, hogy az Y-kromoszóma vége az emberi faj kihalását jelentheti.

Az új felfedezés egy alternatív lehetőséget támaszt alá - azt, hogy az emberekben új, nemet meghatározó gén fejlődhet ki.

Egy új nemet meghatározó gén evolúciója azonban kockázatokkal jár. Mi van akkor, ha egynél több új rendszer alakul ki a világ különböző részein?

A nemi gének "háborúja" új fajok kiválásához vezethet, pontosan ez történt a vakondpocok és a tüskéspatkányok esetében.

Tehát, ha valaki 11 millió év múlva meglátogatja a Földet, előfordulhat, hogy nem talál embert - vagy több különböző emberi fajt, amelyeket a különböző nemi meghatározási rendszerük tart távol egymástól. (2)

(1) - https://www.pnas.org/doi/10.1073/
(2) - https://theconversation.com/men-a