Че­ло­ве­чес­кий эм­брион вы­би­ра­ет се­бе ге­ны од­но­го из ро­ди­те­лей уни­каль­ным спо­со­бом.

До сих пор уче­ные ду­ма­ли, что че­ло­век ис­поль­зу­ет те же ме­ха­низ­мы, что и мы­ши. Ока­за­лось, что мы­ши­ные ме­ха­низ­мы в че­ло­ве­чес­ких клет­ках не сра­ба­ты­ва­ют.

В со­ма­ти­чес­ких (не­по­ло­вых) клет­ках са­мок мле­ко­пи­та­ю­щих со­дер­жит­ся две X-хро­мо­со­мы; в клет­ках сам­цов – од­на X-хро­мо­со­ма и од­на Y-хро­мо­со­ма. Имен­но в Х- и Y-хро­мо­со­мах про­яв­ля­ют­ся ос­нов­ные ге­не­ти­чес­кие и фе­но­ти­пи­чес­кие раз­ли­чия меж­ду осо­бя­ми муж­ско­го и жен­ско­го по­ла.

По срав­не­нию с X-хро­мо­со­мой, Y-хро­мо­со­ма – прос­то ога­ро­чек све­чи, остав­ший­ся пос­ле мил­ли­о­нов лет эво­лю­ции. Муж­ская хро­мо­со­ма утра­ти­ла боль­шую часть ге­нов, оста­вив не­сколь­ко де­сят­ков тех, ко­то­рые жиз­нен­но не­об­хо­ди­мы сам­цам.

Жен­ская же хро­мо­со­ма – боль­шая и кра­си­вая до­род­ная ба­рыш­ня: и по раз­ме­рам, и по ко­ли­чест­ву ге­не­ти­чес­кой ин­фор­ма­ции она мно­го­крат­но пре­вы­ша­ет сво­е­го хлип­ко­го спут­ни­ка.

Хро­мо­со­ма за­мол­ка­ет

В жен­ском ор­га­низ­ме за­ло­же­но боль­ше и ге­не­ти­чес­ко­го смыс­ла, и ге­не­ти­чес­ко­го му­со­ра (воз­мож­ных му­та­ций). Если учесть, что у са­мок еще и две Х-хро­мо­со­мы, то по­лу­ча­ет­ся, что ор­га­низм прос­то пе­ре­пол­нен ге­не­ти­чес­кой ин­фор­ма­ци­ей.

Что­бы ком­пен­си­ро­вать лиш­нюю до­зу ге­на, еще на на­чаль­ных ста­ди­ях эм­брио­ге­не­за у са­мок инак­ти­ви­ру­ет­ся од­на из Х-хро­мо­сом. В прин­ци­пе, та­ким спо­со­бом жен­ский ор­га­низм за­щи­ща­ет­ся и от ге­не­ти­чес­ких бо­лез­ней, сцеп­лен­ных с по­ло­вой хро­мо­со­мой.

Впер­вые фе­но­мен инак­ти­ва­ции Х-хро­мо­со­мы опи­са­ла Мэ­ри Лай­он (Mary F. Lyon) в 1961 го­ду. За­тем в экс­пе­ри­мен­тах с мы­ша­ми уче­ные вы­яс­ни­ли, что этот мно­гос­ту­пен­ча­тый про­цесс про­ис­хо­дит по­сте­пен­но, но на ста­ди­ях, ког­да эм­брион со­сто­ит все­го лишь из не­сколь­ких кле­ток: ак­ти­ви­зи­ру­ет­ся ло­кус Xict, син­те­зи­ру­ет­ся боль­шое ко­ли­чест­во кис­ло­ты, под воз­дейст­ви­ем ко­то­рой рео­р­га­ни­зу­ет­ся струк­ту­ра хро­ма­ти­на (хро­ма­тин – это хро­мо­со­ма в «рас­пу­щен­ном» со­сто­я­нии). На­ко­нец, «за­мол­ка­ют» (ме­ти­ли­ру­ют­ся) мно­гие или да­же все ге­ны од­ной из жен­ских хро­мо­сом - Х-хро­мо­со­ма пре­вра­ща­ет­ся в тель­це Бар­ра.

У сум­ча­тых про­цесс инак­ти­ва­ции Х-хро­мо­со­мы спе­ци­фич­ный. На­при­мер, у кен­гу­ру инак­ти­ви­ру­ют­ся все от­цов­ские хро­мо­со­мы. То есть кен­гу­ря­та-доч­ки по­ло­вы­ми хро­мо­со­ма­ми бу­дут по­хо­дить на мать. А вот у пла­цен­тар­ных мле­ко­пи­та­ю­щих инак­ти­ва­ция Х-хро­мо­сом про­ис­хо­дит в каж­дой клет­ке спон­тан­но, не­за­ви­си­мо друг от дру­га.

По­лу­ча­ет­ся, что жен­ские осо­би час­тич­но со­сто­ят из двух ли­ний кле­ток – в од­них ра­бо­та­ет ма­те­рин­ская Х-хро­мо­со­ма, в дру­гих – от­цов­ская. В прин­ци­пе, в нор­маль­ном ор­га­низ­ме мо­за­и­цизм жен­ско­го ор­га­низ­ма не­за­ме­тен. За­то если в од­ну из Х- хро­мо­сом за­кра­лась му­та­ция, то она да­ет о се­бе знать в тех клет­ках, где ак­ти­ви­ро­ва­на па­то­ло­ги­чес­кая хро­мо­со­ма.

На­при­мер, у лю­дей с ан­гид­ро­ти­чес­кой эк­то­дер­маль­ной дис­пла­зи­ей по­то­вые же­ле­зы не раз­ви­ва­ют­ся толь­ко на тех участ­ках те­ла, где скоп­ле­ны клет­ки с му­тант­ной хро­мо­со­мой. То есть че­ло­век в этом слу­чае по­те­ет час­тя­ми.

Не­мы­ши­ная инак­ти­ва­ция

Тон­кос­ти Х-инак­ти­ва­ции изу­че­ны, в ос­нов­ном, на при­ме­ре мы­шей. Тем не ме­нее, осо­бен­нос­ти это­го про­цес­са име­ют важ­ное зна­че­ние для ме­ди­цин­ских и фун­да­мен­таль­ных ис­сле­до­ва­ний. От то­го, ка­кая Х-хро­мо­со­ма бу­дет ра­бо­тать в ор­га­низ­ме ре­бен­ка, за­ви­сит не толь­ко рав­но­мер­ность по­то­от­де­ле­ния, но и про­яв­ле­ние син­дро­ма Рет­та – за­бо­ле­ва­ния, о ко­то­ром Infox.ru пи­сал в статье «Ги­пе­рак­тив­ный ге­не­ти­чес­кий му­сор раз­ру­ша­ет мозг».

Ис­сле­до­ва­те­ли из на­уч­ных цент­ров Фран­ции под ру­ко­водст­вом Ику­хи­ро Ока­мо­то из Ин­сти­ту­та Кю­ри (Institut Curie) про­сле­ди­ли за тем, как за­ро­ды­ши кро­ли­ков, мы­шей и че­ло­ве­ка вы­би­ра­ют, на ко­го они бу­дут по­хо­жи.

Для экс­пе­ри­мен­та уче­ные про­во­ди­ли опло­дотво­ре­ние in vivo и in vitro. Че­ло­ве­чес­кие за­ро­ды­ши уче­ные по­лу­ча­ли ме­то­да­ми IVF (опло­дотво­ре­ние в про­бир­ке) и ICSI (ин­тра­ци­то­плаз­ма­ти­чес­кое опло­дотво­ре­ние). Для экс­пе­ри­мен­та так­же бы­ли ис­поль­зо­ва­ны за­мо­ро­жен­ные и толь­ко что по­лу­чен­ные абор­тив­ные ма­те­ри­а­лы.

О ра­бо­те за­мол­ка­ю­ще­го ме­ха­низ­ма уче­ные су­ди­ли по на­ли­чию тран­скрип­та Xict (спе­ци­фич­ной РНК, ко­то­рая и пре­вра­ща­ет нор­маль­ную Х-хро­мо­со­му в тель­це Бар­ра) и по функ­ци­о­ни­ро­ва­нию Х-хро­мо­сом­ных ге­нов.

Ге­не­ти­ки вы­яс­ни­ли, что мы­ши­ные эм­брио­ны го­раз­до рань­ше опре­де­ля­ют­ся с тем, чьи ге­ны они бу­дут но­сить. Так, на ста­дии 4-8 кле­ток бу­ду­щий мы­шо­нок уже вклю­ча­ет ло­кус Xict, ко­то­рый рас­пре­де­ля­ет муж­ские и жен­ские ро­ли меж­ду раз­ны­ми клет­ка­ми од­но­го ор­га­низ­ма. Че­ло­ве­чес­кие и кро­личьи эм­брио­ны вклю­ча­ют Xict не­сколь­ко поз­же, но до им­план­та­ции эм­брио­на.

При­чем, этот ре­гу­ля­тор да­ет о се­бе знать и в муж­ских, и в жен­ских Х-хро­мо­со­мах од­нов­ре­мен­но. Од­на­ко инак­ти­ва­ции Х-хро­мо­сом при это не про­ис­хо­дит. Не­сколь­ко поз­же в не­ко­то­рых кро­личь­их клет­ках от­клю­ча­ет­ся сра­зу две Х-хро­мо­со­мы, в дру­гих же клет­ках «вы­клю­ча­тель» дейст­ву­ет бо­лее раз­бор­чи­во.

В че­ло­ве­чес­ком эм­брио­не все Х-хро­мо­со­мы оста­ют­ся ра­бо­то­с­по­соб­ны­ми да­же ког­да клет­ки раз­мно­жи­лись до раз­ме­ра впол­не раз­ли­чи­мо­го ша­ри­ка – блас­то­ци­с­ты. Од­на­ко ак­ти­ви­ро­ван­ный Xict ни­как не ска­зы­ва­ет­ся на ра­бо­то­с­по­соб­нос­ти Х-хро­мо­сом.

Ос­но­вы­ва­ясь на по­лу­чен­ных ре­зуль­та­тах, уче­ные сде­ла­ли вы­во­ды, что мы­ши­ные за­ко­ны не ра­бо­та­ют ни в кро­личь­их, ни в че­ло­ве­чес­ких клет­ках.

«Жи­вот­ные до­би­ва­ют­ся од­но­го и то­го же ре­зуль­та­та раз­ны­ми ге­не­ти­чес­ки­ми ме­ха­низ­ма­ми, по­яс­ня­ют ав­то­ры ис­сле­до­ва­ния. – Мы пред­по­ла­га­ем, что у че­ло­ве­ка сра­ба­ты­ва­ет ген, рас­по­ло­жен­ный не­сколь­ко ни­же всем из­вест­но­го Xict».

dytyna.info