Техника - молодёжи 1998-06, страница 38

БИОЛОГИЯ

Y-XPOMOCOMA—ЗАВОД ПО ПРОИЗВОДСТВУ СПЕРМЫ

Даже для людей, совсем с генетикой, не секрет, что мужчиной называется человек, у которого есть Y-хромосома, а женщиной — человек, у которого ее нет. Иными словами, Y-хромосома определяет мужской пол — точнее, один из ее генов. Ну а остальные что — балласт? И почему сама она так не похожа на прочие: маленькая, кривая и присутствует в единственном числе? Все эти вопросы долгое время оставались, что называется, «конечно, интересными». Но полтора года назад кое-что стало проясняться...

В начале 80-х юный Дэвид Пейдж, гарвардский старшекурсник, томимый тоской по большой науке, искал себе науч-но-исследовательскую работу на стороне. Вскоре он оказался добычей молодых и цепких энтузиастов, одержи- , мых идеей составить карту че- ySS . ловеческого генома. Пейджа подключили к изучению муж-ского секс-гена — вернее, к охо- li те за ним, поскольку даже его по- \ ложение на хромосоме известно не было. К концу 80-х Пейдж — уже не студент, а сотрудник британского Института Уайтхеда — вместе с коллегами нашел-таки этот неуловимый ген. Имя ему присвоили sry (ничем не хуже любого другого!), а вскоре выяснили и его роль. Sry оказался геном-администратором: испускает короткий сигнал — производит небольшие молекулы сигнального белка — и погружается в дрему; тем временем продукты его разбредаются к другим хромосомам и пробуждают к жизни (химически) целую армию генов, кодирующих тестостерон — мужской половой гормон, Они принимаются за работу... словом, в конце концов, младенец становится мужем.

Но вот в чем загвоздка (there's the rub, как говорят у них в Англии): у дальних предков наших — доисторических рептилий — пол будущего индивида определялся, как полагают, условиями среды! У крокодилов и черепах, кстати, по сей день сохранился такой механизм. Конечно, он никуда не годится по сравнению безотказным генетическим, но как совершился переход от одного к другому? Откуда взялась и как получилась Y-хромосома — уникальная, неповторимая уродливая, да еще с ограниченной проф пригодностью? Вроде бы никаких обязанностей, кроме определения пола, она не исполняет — тогда ради чего существуют остальные ее гены?

Почти 10 лет Пейдж бился над этими проблемами. Поставленные им и его группой эксперименты поражают сложностью, изяществом и методическим вершенством. Здесь нет возможности изложить их даже с минимально необходимыми подробностями и восторгами. Ограничимся результатом — теорией эволюции Y-хромосомы, предложенной Пейджем и поистине сенсационной.

Ардалион КИРЕЕВ

Четверть миллиарда лет назад у доисторических позвоночных было сколько-то (не имеет значения, сколько именно) парных хромосом. В какой-то момент на од ной из них — только на одной, а не на с " их, составляющих пару! — мутировал кий ген. Чем он занимался до своего «перерождения» — неизвестно и опять-таки несущественно; важно то, что теперь он стал мужским секс-геном. А еще важнее, что его носительница-хромосома — уже можно называть ее Y — потеряла способность к рекомбинации со своей партнершей (отныне X).

Краткая справка. В процессе мейоза — особого деления клеток, приводящего к образованию сперматозоидов и яйцеклеток, — хромосомы, составляющие пары, иногда обмениваются между собой соответственными участками ДНК. Это и есть рекомбинация. Смысл ее для

пировка признаков ради вящего разнообразия особей; кроме того, благодаря рекомбинации дефектный ген, унаследованный от отца, может быть «подменен» нормальным материнским — и ребенок родится здоровым. Так вот: новорожденная Y не способна рекомбинировать с «ретроградкой» X, ибо у последней нет ничего соответственного секс-гену.

Дальше начинается самое интересное, как любят говорить авторы старинных арабских сказок. Известно такое явление — миграция генов с одной хромосомы на другую. Почему они странствуют — вопрос непростой, но главное, что странствуют. Секс-ген сделал Y-хромосому «белой вороной».., и постепенно она превратилась в тихую гавань для генов-бродяг. Некоторые из них, до той поры не находившие себе места, встроились в Y-хромосому и зажили оседлой жизнью! Мало того — принялись вытеснять коренных жителей! В итоге на Y не осталось НИ ОДНОГО гена, который дублировался бы на X. А что же осталось? Ответ, полученный Пейджем, — краеугольный камень его открытия: Y-хромосома в организме мужчины — не что иное как фабрика здорового семени.

Еще в 70-е гг. итальянские медики и биологи, изучавшие проблему мужского бесплодия, робко предположили, что Y прича-стна к рождению сперматозоидов. Научный мир принял гипотезу к сведению и забыл о ней. Через 20 лет, в августе 1995-го, Пейдж и коллеги, обследуя стерильных от рождения пациентов, нашли у них «белое пятно» на генетической карте Y-хромосомы: не хватает одного гена, присутствующего у здоровых мужиков. Вернее, его место занимает некая последовательность ДНК, но — иная по структуре и, главное, бездействующая. Пейдж присвоил загадочному гену кодовое имя daz и всерьез принялся за изучение его функции. К осени 1996-го накопилось достаточно данных, чтобы заключить: daz — дирижер семенных желез. Если он есть и работает— тестикулы вырабатывают нормальные сперматозоиды, способные оплодотворить яйцеклетку. Если его нет — тестикулы не вырабатывают ничего.

А чтобы они работали без простоев и выполняли план, daz АМПЛИФИЦИРО-ВАН. Это значит, что он присутствует во многих копиях, расположенных «в затылок» друг дружке. Амплификация вообще-то встречается нередко — скажем, гены резистентности (устойчивости) к некоторым инсектицидам у комнатной мухи, нещадно истребляемой, но неистребимой, повторены в хромосоме многократно, Как правило, ген амплифицируется, если организм нуждается В БОЛЬШИХ КОЛИЧЕСТВАХ его продукта. Мухе требуется много мутантной холинэстеразы, чтобы выдержать лошадиную дозу карбофоса; человеку требуется много сперматозоидов, чтобы успешно размножаться.

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 6 98