Что делает мужчин мужчинами? Генетики расшифровали генетический код Y-хромосомы
Спустя три года после первой сборки Х-хромосомы без зазоров между теломерами, Y-хромосома наконец-то нашла свое время на солнце. Ее изучение не только поможет в поиске новых способов борьбы с генетическими нарушениями; это также будет первый случай, когда полный геном человека был сформирован для тех, кто биологически наделен Y-хромосомой в ДНК.
Y-хромосома определяет мужскую фертильность, включая выработку спермы, поэтому это также может помочь открыть новые методы лечения бесплодия.
Исследователи, стоящие за этим прорывом, говорят, что хромосома поставила ученых в тупик, потому что ее генетический код, помимо других проблем, содержит «длинные палиндромы, тандемные повторы и сегментные дупликации». Одной из областей, в которых обнаружены эти проблемные палиндромы, является область фактора азооспермии, и известно, что генетические делеции здесь нарушают выработку спермы.
«Эта структура очень важна, потому что иногда эти палиндромы могут создавать петли ДНК, — рассказал первый автор Аранг Ри, научный сотрудник Национального института исследований генома человека (NHGRI). — Иногда эти петли случайно обрезаются и создают делеции в геноме».
Консорциум NHGRI по преобразованию теломер в теломеры (T2T) представил результаты своей работы. Ученым удалось добавить более 30 миллионов пар оснований к существующим данным, чтобы решить давнюю головоломку.
«Самым большим сюрпризом было то, как организованы повторы [в геноме], — отметил Адам Филлиппи, старший исследователь NHGRI и руководитель консорциума. — Мы не знали, что именно составляет недостающую последовательность. Многие думали, что структура будет хаотична, но вместо этого почти половина хромосомы состоит из чередующихся блоков двух специфических повторяющихся последовательностей, известных как сателлитная ДНК. Получается красивый узор, похожий на лоскутное одеяло».
Всего существует 62 460 029 последовательностей пар оснований, которые вместе рассказывают биологическую историю развития мужчин. Ученые также идентифицировали 41 новый ген, кодирующий белок.
«Когда вы обнаруживаете геномные вариации, которых раньше не видели, всегда есть надежда, что они будут важны для понимания здоровья человека. Медицински значимые геномные варианты могут помочь нам разработать лучшую диагностику в будущем», — уверяют ученые.
Результаты также исправили несколько ошибок: например, те, что были допущены в исследованиях микробиома, из-за которых неизвестные последовательности Y ошибочно приписывались бактериям.
Y вместе с X составляют 23-ю пару хромосом в организме человека. Во время оплодотворения яйцеклетки сперма вносит либо X (производство биологического плода женского пола), либо Y (в результате чего образуется биологический мужской плод).
Конечно, бывают случаи, когда происходит другая сборка, известная как анеуплоидия половых хромосом. Наиболее распространенным является синдром Клайнфельтера, приводящий к конфигурации XXY, которая, по оценкам, поражает одного из каждых 500 мужчин. Это связано с некоторыми физиологическими отклонениями и возрастными проблемами развития и обучения.