Исчезновение мужской половины: нужна ли человечеству Y-хромосома?

Y-хромосома – уникальная составляющая человеческого генома, наличием которой могут «похвастаться» лишь представители сильной половины человечества.

От других 45 составляющих здорового кариотипа, мужская половая хромосома отличается отсутствием пары и способностью служить одной из главных причин мутаций в организме.

Учёные утверждают: в женском кариотипе Y-хромосома полностью отсутствует, и даже у имеющих её мужчин при размножении не способна обмениваться участками ДНК с другими хромосомами.

Именно этим и объясняются пессимистические прогнозы научных мужей, которые пророчат полное исчезновение особей мужского пола в течение ближайших 10 млн. лет: обедневший наследственный материал Y-хромосомы и накопленные мутации делают её носителей всё менее и менее жизнеспособными.

Впрочем, в результате научных разработок получен и ещё более неожиданный результат: оказывается, для воспроизводства потомства участие носителя мужской хромосомы не является обязательным.

Мужские и женские хромосомы: особенности и история формирования

В течение долгого времени считалось, что хромосомное определение пола возникло еще 300 млн. лет назад – именно тогда появились мужские особи с кариотипом ХY и женские, имеющие кариотип ХХ. Однако по последним данным разделение на 2 пола произошло гораздо позднее – не ранее, чем 166 млн. лет назад.

Распространено мнение, что и Х-, и Y- хромосомы возникли из пары абсолютно одинаковых элементов генома у древних млекопитающих. Причиной такого изменения стало появление гена, в котором одна из аллелей направила развитие по мужскому типу. Первоначально различие между мужской и женской хромосомами состояло лишь в одном гене, однако со временем полезные для самцов гены стали в большей мере развиваться в Y-хромосоме. Сюда же попадала генетическая информация, которая бесполезна либо вредна для самок.

В процессе созревания половых клеток не происходит рекомбинирования Y- хромосомы с другими элементами генома, поэтому единственным фактором, провоцирующим изменения в мужском гене, являются мутации. При этом «отбраковки» части генетической информации не происходит, а новых вариаций гена попросту не существует. В результате в течение тысячелетий происходит передача практически неизменной Y- хромосомы от отца к сыну, однако вредных мутаций генетической информации при этом становится всё больше.

Процесс формирования сперматозоидов связан с многочисленным делением клеток, каждое из которых способно спровоцировать мутацию. Изменению генной информации способствует и кислая среда яичек. Поэтому не удивительно, что именно Y- хромосомы чаще всего оказываются фактором, провоцирующим паталогические отклонения.

Генетический распад мужской хромосомы: правда или вымысел?

По подсчётам учёных, в процессе эволюции большая часть изначально составляющей Y-хромосому генетической информации была утеряна, и сегодня мужская хромосома
состоит из 45-90 генов. Для сравнения – носитель женской генетической информации (Х-хромосома) включает 1400 генов.

Именно на этом дисбалансе и основан прогноз о полном исчезновении носителей Y-хромосом уже через несколько млн. лет, ведь каждые 250 тыс. лет мужской геном становится короче на 1 ген.

Впрочем, есть и противоположное мнение – сотрудники Института Уайтхеда уверены, что сокращение длины цепочки ДНК («генетический распад») мужской хромосомы – явление, характерное лишь для ранних этапов её эволюции. Сегодня структура генетической информации остаётся стабильной и сохранится таковой на протяжении многих миллионов лет.

Получить такие выводы удалось после секвенирования нуклеотидных оснований мужской половой хромосомы макак-резусов. Сравнив полученные данные с информацией о структуре аналогичных участков Y-хромосом людей и шимпанзе, учёные убеждены: на протяжении последних 25 млн. лет состав мужской половой хромосомы практически не претерпел изменений.

По сравнению с генетической информацией, которой обладают макак-резусы, мужская хромосома человека утратила лишь 1 ген. Это даёт основания утверждать, что на протяжении десятков миллионов лет исчезновения Y – хромосомы опасаться не приходится.

Видео: "Является ли Y-хромосома исчезающей"

Зачатие без мужской хромосомы: реальный опыт

Учёным удалось прийти и к другим неожиданным выводам. Оказывается, чтобы самцы мышей смогли зачать здоровое потомство, им достаточно иметь всего 2 из нескольких десятков генов, входящих в Y-хромосому. Уже сегодня научный свет задумывается о разработке методики, позволяющее обеспечить репродукцию человеческого рода без участия мужской хромосомы. Данные исследования крайне важны и в решении проблемы мужского бесплодия.

Так, проведённые на мышах анализы показали, что единственным геном, определяющим нормальное формирование сперматозоидов, является Eif2s3y, а за развитие особи по мужскому типу, сперматогенез и продуцирование мужских гормонов ответственен ген SRY.

В половых клетках мышей были оставлены лишь эти 2 гена, после чего их использовали для in vitro оплодотворения самок. В результате 9% беременностей закончились появлением на свет здоровых мышат, в то время как при естественном оплодотворении полноценной Y-хромосомой здоровое потомство получается в результате 26% беременностей.

Получены феноменальные выводы: в будущем при дефектности мужской хромосомы можно будет производить оплодотворение без её прямого участия. Если на других хромосомах обнаружатся партнёрские гены, взаимодействующие с генным кодом Y-хромосомы, теоретически существует возможность полного замещения их функций. 

Мужская хромосома и онкологические болезни

Не менее интересная информация относительно Y-хромосомы была опубликована и в журнале Nature. Оказалось, что наблюдается прямая связь между развитием онкологических заболеваний и ранней смертностью пожилых мужчин, а также изменением состава их крови. Именно потеря в лейкоцитах Y-хромосомы предшествует подобным изменениям.

Обнаружить это явление учёным удалось полвека назад, однако причины и последствия выяснились только сейчас. Изучив динамику анализов крови 1153 мужчин в возрасте 70 и более лет, удалось обнаружить, что пожилые люди, в чьей крови утрачена Y-хромосома, живут в среднем на 5,5 лет меньше и чаще болеют раком.

Оказывается, что составляющие Y-хромосому гены не только определяют пол и участвуют в выработке сперматозоидов, но и играют другие, пока мало изученные, функции. Согласно последним гипотезам, именно возрастная утрата Y-хромосомы нарушает полноценную работу иммунной системы, что и становится предпосылкой для бесконтрольного разрастания тканей и развития онкологии. Если это так, то простой анализ состава лейкоцитов позволит оценить риск заболевания раком у конкретного мужчины.

Именно Y-хромосома является наиболее восприимчивой к воздействию внешних факторов и возможным мутациям, однако изучить весь спектр её влияния на организм учёным ещё предстоит.

Автор статьи: Захаров Николай Викторович

Гирудотерапевт, Терапевт

Проводит полное обследование организма и делает заключения на основании результатов. Имеет большой опыт, как в применении традиционной медицины, так и народных методов. Основным направлением нетрадиционного лечения является гирудотерапия.Другие авторы