Стать зародка можна «перемкнути»

Для формування особини з чоловічим фенотипом потрібна не тільки Y-хромосома (праворуч) як така, але і злагоджена робота окремих її частин.

А що, якби ви могли змінити положення невеликого «перемикача» в ДНК і отримати планету, населену одними тільки жінками? Звичайно, поки це більше схоже на зав'язку посереднього науково-фантастичного фільму. Якщо не враховувати, що такий «перемикач» дійсно існує - команда вчених нещодавно виявила його під час експерименту на мишах.

Результати нового дослідження здатні пояснити, чому немовлята з чоловічим набором хромосом (точніше, з каріотипом 46XY) іноді формуються за жіночим типом - і відповідним чином ідентифікуються в пологовому будинку. Більш того, метод, який вчені використовували для пошуку і «перемикання» так званого енхансера, в майбутньому може бути використаний у лікуванні багатьох захворювань.

Енхансер - це фрагмент ДНК, здатний керувати роботою будь-якого гена. При цьому сам енхансер може бути розташований далеко від свого «підлеглого». До речі, саме тому молекулярний генетик з Інституту медичних досліджень Хадсона (Hudson Institute of Medical Research) Вінсент Харлі (Vincent Harley), який не брав участі в новому дослідженні, порівняв роботу своїх колег з «пошуками голки в копиці сіна».

Згідно з «типовими параметрами», всі людські зародки повинні розвиватися за жіночим типом. Однак ген SRY, розташований на Y-хромосомі, вносить зміни в загальний план розвитку - саме він стимулює розвиток яєчок, пеніса та інших чоловічих статевих ознак; а заодно і сприяє «включенню» гена Sox9, необхідного для нормального формування яєчок. Хоча фахівці з біології розвитку давно з'ясували, що для «запуску» Sox9 потрібно один або кілька енхансерів, які саме фрагменти ДНК в цьому беруть участь, і яку роль відіграє кожен з них, було незрозуміло. І це не дивно - в нашому геномі налічується близько 1 млн енхансерів, керуючих роботою 21 тис. генів, а енхансери гена Sox9 «розкидані» по 2 млн нуклеотидних підстав.

Робіну Ловелл-Баджу (Robin Lovell-Badge), фахівцеві з біології розвитку з лондонського Інституту Френсіса Кріка (Francis Crick Institute), а також Даніеллі Маатук (Danielle Maatouk) і її колегам з Північно-Західного Університету (Northwestern University) довелося використовувати кілька Особливі складнощі були пов'язані з тим, що ідентифікувати «статеві» енхансери можна лише на короткому етапі розвитку ембріона: безпосередньо перед визначенням статевої приналежності майбутнього мишеня і відразу після.

Після численних дослідів дослідники визначили розміри і місце розташування шуканого енхансера. Ним виявилися 557 пар підстав, розташованих на відстані півмільйона підстав від «підлеглого» гена. Щоб Sox9 все-таки «включався», хромосома, на якій розташовувалися і енхансер, і ген, в певні моменти згорталася в кільце.

Коли вчені «вимкнули» знайдений енхансер, активність гена Sox9 знизилася. У підсумку формування особини за чоловічим типом так і не почалося, незважаючи на присутність у генотипі Y-хромосоми.

Результати роботи опубліковані в журналі Science.

Приблизно 1 з 5500 немовлят народжується з тими чи іншими порушеннями розвитку статевих ознак. Наприклад, у деяких дітей є Y-хромосома, але яєчки чомусь не формуються - і причини цього явища вдається визначити менш ніж у половині випадків. Можливо, в недалекому майбутньому лікарі зможуть оцінювати стан людського аналога виявленого у мишей енхансера і ставити діагноз на підставі цього дослідження.

«Те, що відіграє таку важливу роль в організмі мишей, цілком може бути застосоване і до людей, - говорить Лоувелл-Бадж. - Ймовірно, [це відкриття] допоможе зрозуміти, а можливо і змінити роботу статевих желез».

Дослідники також підкреслюють, що використаний у роботі підхід застосовний для пошуку причин інших захворювань, що не мають відношення до порушень формування статевих ознак.