Благодаря школьному курсу биологии многие знают, что пол эмбриона человека определяется хромосомами: женским считается организм, имеющий две X-хромосомы, мужским — организм, имеющий одну Y-хромосому и одну X-хромосому. Но не всё так просто, заявили австралийские генетики.
Учёные из Мельбурнского университета и Научно-исследовательского детского института Мердока сделали новое открытие, изучая процесс формирования пола будущего ребёнка. Речь, как оказалось, идёт не только о X- и Y-хромосомах, но и «регуляторе», увеличивающем или уменьшающем активность генов. Последние также влияют на определение пола ребёнка.
Новые «кусочки мозаики» могут объяснить некоторые нарушения полового развития, которые наблюдаются в более позднем возрасте.
«Пол ребёнка определяется его хромосомным составом при зачатии. Эмбрион с двумя Х-хромосомами станет девочкой, а эмбрион с одной Y-хромосомой и одной X-хромосомой станет мальчиком. Y-хромосома несёт важнейший ген под названием SRY, который влияет на другой ген SOX9, и это влияние приводит к развитию в эмбрионе яичек. Высокий уровень [активности] гена SOX9 необходим для нормального развития яичек», – объясняет первый автор исследования Бриттани Крофт (Brittany Croft).
Если же в процессе развития эмбриона возникают какие-либо нарушения и активность SOX9 ослабевает, яички не смогут развиться должным образом. Это в итоге приведёт к нарушению полового развития ребёнка, добавляет Крофт.
Ведущий автор исследования профессор Эндрю Синклер (Andrew Sinclair) поясняет, что ДНК человека на 90 процентов состоит из так называемой мусорной ДНК. Эти части ДНК не кодируют последовательности белков – молекул, которые определяют работу всего организма. Мусорная ДНК не содержит генов, но, как ранее установили учёные, несёт важные регуляторы, увеличивающие или уменьшающие активность тех или иных генов.
«Такие регуляторные сегменты ДНК называются энхансерами. Если работа энхансеров, которые управляют генами [развития] яичек, нарушается, то это может привести к рождению ребёнка с расстройством полового развития», – поясняет Синклер.
Собственно, исследование австралийской команды было направлено на изучение того, как ген SOX9 регулируется энхансерами. Кроме того, их интересовало, приведёт ли нарушение работы «усилителей» к расстройствам полового развития.
«Мы обнаружили три энхансера, которые вместе повышают активность гена SOX9 в зародыше, имеющем X- и Y-хромосомы. Это приводит к нормальному развитию яичек и [появлению на свет] мужского организма», – говорит Синклер.
Специалисты также нашли пациентов с двумя X-хромосомами, которые имеют яички, несмотря на то, что являются женщинами. Группа Синклера выяснила, что такие люди несли дополнительные копии энхансеров, отвечающие за высокий уровень активности SOX9. Неудивительно, что у таких пациентов развились яички.
«Кроме того, мы обнаружили пациентов с X- и Y-хромосомами, которые потеряли эти энхансеры (и, соответственно, уровень активности гена SOX9 был низким). У таких людей развились яичники вместо яичек», – говорит Синклер.
По словам Крофта, описанные выше изменения возникают в случаях потери или добавления важнейших энхансеров, которые регулируют ген SOX9. Следовательно, эти три «усилителя» необходимы для нормального развития яичек и мужского организма в целом, заключает автор работы.
По мнению учёных, нынешние результаты имеют важное значение, поскольку ранее медики, чтобы выявить пациентов с нарушениями полового развития, фокусировались лишь на генах. «Мы показали, что специалисты должны смотреть за пределы генов – на энхансеры», – добавляет Крофт.
Профессор Синклер отмечает, что в геноме человека насчитывается около миллиона энхансеров, контролирующих примерно 22 тысячи генов.
«Ключ к диагностике многих нарушений может быть найден именно в этих энхансерах, которые скрываются в плохо изученном месте нашей ДНК», – заключает Синклер.
Результаты работы представлены в научном издании Nature Communications.
Добавим, что пол будущего ребёнка также можно определить по запаху. Кроме того, на пол будущего малыша может указывать сильная утренняя тошнота.
Автор: Евгения Ефимова