Сколько генов нужно, чтобы стать представителем сильного пола
Бывает, что на одну из женских половых Х-хромосом «перескакивает» ген мужского пола – область на мужской половой Y-хромосоме. Фото Reuters
Мутации в этом гене ведут к рождению девочек с мужским набором хромосом ХY. А сам этот ген необходим для формирования мужских половых желез, в которых идет развитие спермиев, или мужских половых клеток. Этот процесс состоит из нескольких фаз. Известно, например, что лишь в конце зрелые клетки обзаводятся необходимым для их движения хвостиком. А до того развивающиеся клетки имеют округлую форму, поэтому их экспериментальный перенос получил красивое название ROSI, или инъекция округлых сперматид (Round Spermatid Injection).
Бывает, что на одну из женских половых Х-хромосом «перескакивает» ген мужского пола – область на мужской половой Y-хромосоме. Фото Reuters
Почти треть века прошла с публикации в Nature, в которой описывались две девушки, у отцов которых произошла генетическая мутация. Девушки обратились в 19-летнем возрасте к врачам в связи с тем, что у них нет менструаций. Накопленные к тому времени знания в области генетики позволили определить, что девушки на самом деле являются юношами. Случилось так, что на одну из женских половых Х-хромосом «перескочил» ген мужского пола, получивший название «Секс-регион Y» (Sry – Sex Region Y), то есть область на мужской половой хромосоме Y.
Мутации в этом гене ведут к рождению девочек с мужским набором хромосом ХY. А сам этот ген необходим для формирования мужских половых желез, в которых идет развитие спермиев, или мужских половых клеток. Этот процесс состоит из нескольких фаз. Известно, например, что лишь в конце зрелые клетки обзаводятся необходимым для их движения хвостиком. А до того развивающиеся клетки имеют округлую форму, поэтому их экспериментальный перенос получил красивое название ROSI, или инъекция округлых сперматид (Round Spermatid Injection).
Данная операция используется в экспериментальных целях для оплодотворения яйцеклеток и тем самым получения биологического потомства от мутантных самцов. О методе вспомнили в далеком Гавайском университете, специалисты которого решили посмотреть, сколько генов необходимо для развития плодовитых круглых сперматид. В опытах на мышах оказалось, что помимо Sry требуется всего лишь один дополнительный ген, а именно Eif. Он кодирует белковый фактор инициации эукариот, то есть организмов, клетки которых имеют ядро. Мутации гена Eif проявляются у мальчиков с преждевременным половым созреванием, когда у восьмилетних ребят начинают расти пенис и волосы в паховой области, не говоря уже о других ранних проявлениях «мужественности».
Выключение генов Sry и Eif у мышей приводит к остановке клеточных делений, которые необходимы для нормального развития спермиев. Естественно, что такие самцы оказываются бесплодными, и лишь метод «ассистированной репродукции» (ROSI) помог специалистам в Гонолулу получить оплодотворенные яйцеклетки, которые были перенесены в матки суррогатных самок. По прошествии трех недель родились здоровые самочки, которые со временем принесли собственное здоровое потомство.
Новое достижение по определению минимального набора генов, необходимого для развития жизнеспособных спермиев (пусть и без хвостика), определяет и новое направление развития регенеративных терапий. Известно, что раковые пациенты довольно часто сдают спермии и яйцеклетки для их последующего использования после прохождения курсов радио- и химиотерапии. Но подобные клетки можно получать и с помощью репрограммирования фибробластов кожи и получения индуцированных стволовых клеток (iPS). Последние можно анализировать с точки зрения наличия раковых мутаций или каких-то других геномных аномалий и тем самым получения здорового потомства. То же справедливо и в отношении других недугов и патологий.
Пока это, конечно же, фантастика, но не забудем, что причина развития мужского зародыша из женского – все эмбрионы до двух месяцев в утробе матери формируются как женские, поскольку женский пол эволюционно является первым, – стала ясна совсем недавно. С той поры ученые сумели расшифровать геном человека и многие другие геномы, перейти от биотехнологии с ее ген-модифицированными организмами к нанотехнологиям, позволяющим проводить направленную эволюцию генов и их белковых продуктов.
Так что в не таком уж и далеком будущем станет реальной помощь по крайней мере некоторым бездетным людям. О бездетных супругах писал еще Лукреций Кар в своей поэме «О природе вещей», но избавление от этого «недуга» видел лишь в смене партнеров: «Многие жены, дотоль неплодными бывши, нашли наконец мужей, от которых способны зачать и потомством от них насладиться. Также нередко и те, что бесплодные были, подходящих супруг находили и свою старость детьми обеспечить могли».
