Въпреки репутацията си на най-стабилен, той претърпя относително бърза еволюция

Мадрид | 21 · 07 · 13 | 20:27

ключови

Споделете статията

X е известен като "женски" аналог на Y файла

Изследване на експерти от Уайтхедския институт за биомедицински изследвания в Кеймбридж, Масачузетс, САЩ, върху генетичната последователност на Х хромозомата, отдавна известна като „женски“ аналог на мъжката Y хромозома, разкрива, че голяма част от Х еволюира до играят специална роля в производството на сперма.

Това изненадващо откритие, обяснено от изследователите в статия, публикувана в онлайн изданието тази седмица на списанието Nature Genetics, е свързан с друг неочакван резултат: въпреки репутацията си на най-стабилната хромозома в генома, X всъщност е претърпял относително бърза еволюция.

Взети заедно, тези резултати предполагат, че е време да се преразгледа биологичното и медицинското значение на Х хромозомата. "Ние виждаме това като двоен живот на Х хромозомата", казва директорът на Уайтхед Дейвид Пейдж, чиято лаборатория е провела най-новите изследвания .

"X е най-известната, най-интензивно изследвана хромозома в цялата човешка генетика. А историята на X хромозомите е едно от X-свързаните рецесивни заболявания, като например цветна слепота, хемофилия и мускулна дистрофия на Дюшен", добавя Пейдж. - Но има и друга страна на X, екип, който се развива бързо и изглежда е в унисон с репродуктивните нужди на мъжете. ".

Лабораторията на Пейдж, известна най-вече с пионерското си изследване на Y хромозомите, започна строго сравнение на мишки и човешки Х хромозоми, отчасти за да тества биологичния принцип, че генетичното съдържание на Х хромозомите се запазва и споделя между бозайниците.

За да направи такова валидно сравнение, лабораторията трябваше да актуализирареферентна последователност на човешката Х хромозома, който първоначално е бил сглобен като мозайка от последователности от Х хромозомите на поне 16 души. Този състав остави препратката с грешки и пропуски, които причиняват невъзможност за разбиране в така наречените ампликонични области, които съдържат нуклеотидни сегменти, които са практически идентични, което предотвратява разпознаването на малки, но важни разлики.

За да създаде линейната последователност, лабораторията се обърна към уникалния метод за секвениране, разработен от Пейдж със сътрудници от Вашингтонския университет в Сейнт Луис, САЩ, за да помогне за ориентирането в структурните сложности на Y хромозомата.

Както Пейдж съобщава преди около десетилетие, Y хромозомата има няколко региона на големи палиндроми, огледални зони на генетични последователности, които се противопоставят на изясняването чрез конвенционални подходи за секвениране, които просто не могат да открият много фините генетични разлики, открити. . Следователно тези учени разработиха това, което е известно като SHIMS (итеративно картографиране и секвениране на единичен хаплотип), за да установят окончателна референтна ДНК последователност на Y хромозомата.

А) Да, лабораторията значително подобри референтната последователност на човек X, точно монтиране на три големи ампликона, идентифициране на неизвестни досега палиндроми и в крайна сметка съкращаване на цялата дължина на последователността чрез премахване на четири големи пропуски. След това тези важни промени бяха включени в референтната последователност на човека X за използване от научната общност.

С подобрената справка в ръка, лабораторията установи, че не е изненадващо, че Х-хромозомите на човек и мишка имат около 95 процента от своите Х-хромозоми свързани - тоест общи гени за едно копие. Почти всички тези гени се експресират и при двата пола, но изненадващо лабораторията идентифицира приблизително 340 гена, които не се споделят между двата вида.

Подходящо е, че повечето от тези гени се намират в ампликонните области на X и изглежда са придобити независимо през 80-те милиона години, откакто мишката и човекът се разминават с общ прародител. Експресионният анализ разкрива, че тези гени са активни почти изключително в тестикуларните зародишни клетки, където най-малкото те вероятно допринасят за производството на сперматозоиди, въпреки че е необходимо по-нататъшно изследване на тези ампликонични X области и свързаните с тях гени.

„Това е набор от гени, който е избягван до голяма степен от медицинските генетици“, казва Джейкъб Мюлер, постдокторант в лабораторията на Пейдж и първи автор на статията. "Нито един от тези гени не е свързан с менделевска черта. Сега, когато сме сигурни в съществуването на гени в тези силно повтарящи се региони на Х хромозомата, можем да започнем да анализираме тяхното биологично значение", добавя той.

От своя страна Пейдж заключава: "Тези гени са по-склонни да играят роли при заболявания, свързани с репродукцията, безплодието и може би дори рак на тестисите.".