Втрата Y-хромосоми у чоловіків: нові відкриття
Чоловіки з віком часто втрачають Y-хромосому з клітин. Раніше вважалося, що ця втрата не вплине на здоров’я, оскільки Y-хромосома містить небагато генів, крім тих, що відповідають за чоловічу стать. Однак за останні кілька років з’явилися нові докази, що втрата Y-хромосоми у людей може асоціюватися з серйозними захворюваннями, що призводить до скорочення тривалості життя.
Втрата Y у літніх чоловіків
Нові методи виявлення генів Y-хромосоми показують часту втрату Y у тканинах літніх чоловіків. Зі збільшенням віку ця втрата стає дедалі більш поширеною: 40% чоловіків у віці 60 років показують втрату Y, а 57% чоловіків у віці 90 років. Екологічні фактори, такі як куріння та вплив канцерогенів, також відіграють роль.
Причини втрати Y
Втрата Y відбувається лише в деяких клітинах, і їх нащадки ніколи не отримують її назад. Це створює мозаїку клітин з Y-хромосомою і без неї в організмі. Клітини без Y ростуть швидше за нормальні клітини в культурі, що свідчить про те, що вони можуть мати певну перевагу в організмі та у пухлинах.
Чому втрата Y-хромосоми є важливою?
Y-хромосома є незвичайною хромосомою, оскільки несе лише 51 ген, що кодують білки (без урахування множинних копій), на відміну від тисяч генів на інших хромосомах. Вона відіграє ключову роль у визначенні статі та функції сперматозоїдів, але її значення було недооцінено.
Втрата Y-хромосоми та проблеми зі здоров’ям
Незважаючи на свою, здавалося б, непотрібність для більшості клітин організму, зростає кількість доказів, що втрата Y асоціюється з серйозними захворюваннями, такими як серцево-судинні та нейродегенеративні захворювання, а також рак.
Зв’язок втрати Y з конкретними захворюваннями
Дослідження показали, що втрата Y у клітинах нирок пов’язана з хворобами нирок. Велике німецьке дослідження виявило, що чоловіки старше 60 років з високою частотою втрати Y мали підвищений ризик серцевих нападів. Втрата Y також була пов’язана зі смертністю від COVID, що може пояснити статеві відмінності в смертності.
Чи викликає втрата Y захворювання та смертність у літніх чоловіків?
Визначити причини зв’язку між втратою Y та проблемами зі здоров’ям важко. Можливо, ці проблеми викликають втрату Y, або ж існує третій фактор, що впливає на обидва. Навіть сильні асоціації не можуть підтвердити причинно-наслідковий зв’язок.
Можливі механізми
Наприклад, асоціації з нирковими або серцевими захворюваннями можуть виникати через швидке поділ клітин під час відновлення органів. Асоціації з раком можуть відображати генетичну схильність до нестабільності геному. Дослідження показують, що частота втрати Y на приблизно одну третину генетична, з 150 ідентифікованими генами, які в основному залучені до регуляції клітинного циклу та схильності до раку.
Роль Y-хромосоми в клітинах організму
Клінічні ефекти втрати Y свідчать про те, що Y-хромосома має важливі функції в клітинах організму. Але, враховуючи, скільки небагато генів вона несе, як це можливо?
Ген SRY, що визначає стать, широко експресується в організмі. Однак єдиний відомий вплив його активності в мозку – це участь у розвитку хвороби Паркінсона. Чотири гени, що відповідають за виробництво сперми, активні лише в яєчках.
Гени на Y-хромосомі
Серед інших 46 генів на Y кілька широко експресуються і мають важливі функції в активності та регуляції генів. Деякі з них відомі як супресори раку.
Ці гени мають копії на X-хромосомі, тому і чоловіки, і жінки мають по дві копії. Можливо, відсутність другої копії в клітинах без Y викликає певну дисрегуляцію.
Крім білкових генів, Y містить багато некодуючих генів, які транскрибуються в молекули РНК, але ніколи не транслюються в білки. Принаймні деякі з цих некодуючих генів схоже контролюють функцію інших генів. Це може пояснити, чому Y-хромосома може впливати на активність генів на багатьох інших хромосомах.
Висновки
ДНК Y-хромосоми людини була повністю секвенована лише кілька років тому, тому з часом ми можемо зрозуміти, як певні гени викликають ці негативні наслідки для здоров’я.
Дженні Грейвс, видатний професор генетики та науковий співробітник університету Ла Тробе.
Ця стаття публікується з The Conversation під ліцензією Creative Commons. Читайте оригінальну статтю.