Протеиновая война за пол будущего ребенка

Вопросами эмбриогенеза интересовался и Леонардо да Винчи.
Рисунок да Винчи. Royal Library at Windsor Castle

Известно, что предки человека вышли из Африки, утеряв при этом некоторое количество генов. Один из этих потерянных генов кодировал образование косточки в пенисе. Но зато были приобретены новые, например те, что защищают его от астмы (у африканцев защита от астмы тоже есть, но несколько иная). Вне Черного континента (анатомически и физиологически) современные люди вступили в контакт с неандертальцами. С некоторыми из них наши пращуры вступали в половую связь, оставив нам в наследство небольшую долю неандертальских генов.

Намного раньше, еще до начала геномного миллениума, был открыт ген мужского пола, получивший соответствующее название SRY, или «секс-регион» в мужской половой хромосоме Y – Sex Region Y. В женской хромосоме Х тоже обнаружили ген слабого пола, и дальнейшие исследования опровергли «книжную» историю о первозданности мужчин. Уже давно было известно, что все зародыши начинают развиваться как женские, однако, можно сказать, сегодня выяснилось, что стволовые клетки будущих половых желез (гонад) имеют двойной потенциал (бипотенциальные). Война полов или, вернее, за пол будущего ребенка начинается несколько позже и то лишь при наличии хромосомы Y и гена SRY в ней (может быть отсутствие того или иного, а иногда мужской ген «перескакивает» на Х-хромосому).

Интересно, что при первичности женского зародыша клетки его будущих яичников можно путем выключения одного из регуляторных генов перепрограммировать на «мужской лад». То же самое справедливо и с точностью до наоборот: выключение другого регуляторного гена приводит к тому, что мужские клетки становятся женскими (феминизируются).

Такие молекулярные тонкости могут показаться излишне сложными, однако можно заметить, что ген, отвечающий за выбор женской «судьбины», относится к той же группе, что и ген┘ речи! При мутациях в последнем люди страдают существенными нарушениями речи, а его выключение приводит к нарушениям в формировании отростков нервных клеток.

Все знают о гемофилии царевича Алексея и дальтонизме, мешающем получать права на управление автомобилем. Еще в школе ученикам говорят, что это связано с мутациями генов, «сидящих» в Х-хромосоме, и поскольку у мужчин только одна такая хромосома, то мутантный ген оказывается «неприкрытым». Известно также, что обычно мальчиков рождается чуть больше, чем девочек, однако уже к концу первого года жизни оказывается, что дисбаланс сравнялся. Это связано с тем, что в Х-хромосоме локализованы и другие гены, изменения которых пагубно сказываются на жизнеспособности мальчиков.

Один из таких генов отвечает за синтез защитных иммунных протеинов, поэтому его «выключение» в результате мутации приводит к врожденному иммунодефициту у мальчиков. Другой ген, в случае его отказа, также приводит к летальности у мальчиков вследствие нарушения синтеза нормального фермента.

Подобное расстройство было описано недавно в двух неродственных друг другу семьях. Мало того что мальчики страдали общим отставанием развития и деформациями лицевых костей и всего черепа. У них наблюдается неопущение яичек (крипторхизм), гипотония (снижение артериального давления) и аритмия сердца, сочетающиеся с признаками прогерии, или преждевременной старости. Все это возникло в результате замены одной-единственной «буквы» ген-кода, повлекшей за собой смену одной из аминокислот в белке, в результате чего он утерял свою нормальную функцию (резкое падение активности фермента).

Возвращаясь к нашим африканским корням, мы сталкиваемся с еще одним интересным фактом. Даже спустя многие столетия, прошедшие после вынужденного трансатлантического переселения бывших жителей Западной Африки, их дальние потомки сохранили исходный характер рекомбинаций. Последние подразумевают «тасование» участков отцовских и материнских хромосом, что способствует увеличению генетического разнообразия у людей.

Тонкий анализ более 2 млн. подобных событий у 30 тыс. афроамериканцев выявил их существенные различия с европейцами. У последних мало или вовсе не активны 2,5 тыс. «горячих точек», которые «включены» у черных жителей Америки. Вероятность перекрестов в этих точках у афроамериканцев совпадает с таковой у жителей Западной Африки и чрезвычайно мала у американцев европейского происхождения.

Ученые Оксфордского и Гарвардского университетов, проведшие это сравнение, приходят к выводу, что его результат даст новый толчок к изучению генетической вариабельности человека и его эволюции как вида. Изменчивость потомков возникает в результате непредсказуемости сексуальных контактов представителей полов. Возможно, что рекомбинация и знание «горячих точек» позволят со временем предсказывать и ход эволюции человеческого рода хотя бы в первом приближении. Не говоря уже о том, чтобы вполне осознанно исправлять и лечить отклонения в поле людей┘