Гипотеза "хрупкой Y-хромосомы" объясняет её потерю у некоторых видов
Исследователи из Техасского университета в Арлингтоне, изучив генетическую информацию более чем 4000 видов жуков, предложили новую теорию, объясняющую, почему одни виды теряют Y-хромосому, а другие, такие как люди, сохраняют её.
Новая гипотеза
Биологи полагают, что судьба Y-хромосомы сильно зависит от того, как у организма протекает мейоз — процесс образования сперматозоидов. Размер области, где происходит рекомбинация (обмен генетической информацией) между X- и Y-хромосомами, может служить ключевым индикатором риска потери Y-хромосомы при сперматогенезе. Ранее исчезновение Y-хромосомы объясняли малой важностью содержащихся на ней генов.
Исследование, поддержанное грантом NIH и опубликованное в июньском номере журнала Genetics, сосредоточилось на жуках (отряд Coleoptera) — самой разнообразной группе организмов на планете (более 350 000 описанных видов).
Механизм потери хромосомы
У многих видов, включая человека, на X- и Y-хромосомах существует псевдоаутосомная область (PAR), где они рекомбинируют. Эта область критически важна для правильного распределения X или Y в сперматозоиды.
Согласно новой гипотезе, естественный отбор сужает область рекомбинации между X и Y, что увеличивает вероятность образования сперматозоидов, не несущих ни одной из этих хромосом (отцовской X или Y). Это и ведёт к потере Y-хромосомы в эволюции.
Виды, у которых нет PAR и распределение хромосом контролируется специальными белками, менее подвержены риску потери Y-хромосомы.
Подтверждение у млекопитающих
Закономерность, выявленная у жуков, подтверждается и у млекопитающих:
- Плацентарные млекопитающие (как и люди) требуют PAR для распределения хромосом и неоднократно теряли Y-хромосому в разных линиях.
- Сумчатые (например, кенгуру) не используют PAR и не теряли Y-хромосому.
- Среди плацентарных чаще всего Y-хромосому теряли грызуны, у которых размер PAR особенно мал.
Это показывает, что предложенный механизм работает у групп, разделённых сотнями миллионов лет эволюции. При этом у млекопитающих и птиц половые хромосомы относительно стабильны, а у многих других групп (например, рыб) они эволюционируют гораздо легче.