Об авторе    Исследования    Авторское    Интересное   Форум    Магазин   Скачать    Пожертвования   Помощь    Обратная связь
Главная страница
Расширенный поиск
Главная страница

Официальный сайт Сергея Николаевича Лазарева

Эмбрион выбирает гены одного из родителей

Пятница, 26 Апр. 2013

Человеческий эмбрион выбирает себе гены одного из родителей уникальным способом. До сих пор ученые думали, что человек использу­ет те же механизмы, что и мыши. Оказалось, что мышиные механизмы в человеческих клетках не срабатывают.

Читати статтю українською мовою

В со­ма­ти­чес­ких (не­по­ло­вых) клет­ках  са­мок мле­ко­пи­та­ю­щих со­дер­жит­ся две X-хро­мо­со­мы; в клет­ках  сам­цов – од­на X-хро­мо­со­ма и од­на Y-хро­мо­со­ма. Имен­но в Х- и  Y-хро­мо­со­мах про­яв­ля­ют­ся ос­нов­ные ге­не­ти­чес­кие и  фе­но­ти­пи­чес­кие раз­ли­чия меж­ду осо­бя­ми муж­ско­го и жен­ско­го  по­ла.

По срав­не­нию с X-хро­мо­со­мой, Y-хро­мо­со­ма – прос­то  ога­ро­чек све­чи, остав­ший­ся пос­ле мил­ли­о­нов лет эво­лю­ции.  Муж­ская хро­мо­со­ма утра­ти­ла боль­шую часть ге­нов, оста­вив  не­сколь­ко де­сят­ков тех, ко­то­рые жиз­нен­но не­об­хо­ди­мы сам­цам.

Жен­ская же хро­мо­со­ма – боль­шая и  кра­си­вая до­род­ная ба­рыш­ня: и по раз­ме­рам, и по ко­ли­чест­ву  ге­не­ти­чес­кой ин­фор­ма­ции она мно­го­крат­но пре­вы­ша­ет сво­е­го  хлип­ко­го спут­ни­ка.

Хро­мо­со­ма за­мол­ка­ет

В жен­ском ор­га­низ­ме за­ло­же­но  боль­ше и ге­не­ти­чес­ко­го смыс­ла, и ге­не­ти­чес­ко­го му­со­ра  (воз­мож­ных му­та­ций). Если учесть, что у са­мок еще и две  Х-хро­мо­со­мы, то по­лу­ча­ет­ся, что ор­га­низм прос­то пе­ре­пол­нен  ге­не­ти­чес­кой ин­фор­ма­ци­ей.

Что­бы ком­пен­си­ро­вать лиш­нюю  до­зу ге­на, еще на на­чаль­ных ста­ди­ях эм­брио­ге­не­за у са­мок  инак­ти­ви­ру­ет­ся од­на из Х-хро­мо­сом. В прин­ци­пе, та­ким  спо­со­бом жен­ский ор­га­низм за­щи­ща­ет­ся и от ге­не­ти­чес­ких  бо­лез­ней, сцеп­лен­ных с по­ло­вой хро­мо­со­мой.

Впер­вые  фе­но­мен инак­ти­ва­ции Х-хро­мо­со­мы опи­са­ла Мэ­ри Лай­он (Mary F.  Lyon) в 1961 го­ду. За­тем в экс­пе­ри­мен­тах с мы­ша­ми уче­ные  вы­яс­ни­ли, что этот мно­гос­ту­пен­ча­тый про­цесс про­ис­хо­дит  по­сте­пен­но, но на ста­ди­ях, ког­да эм­брион со­сто­ит все­го лишь из  не­сколь­ких кле­ток: ак­ти­ви­зи­ру­ет­ся ло­кус Xict,  син­те­зи­ру­ет­ся боль­шое ко­ли­чест­во кис­ло­ты, под воз­дейст­ви­ем  ко­то­рой рео­р­га­ни­зу­ет­ся струк­ту­ра хро­ма­ти­на (хро­ма­тин –  это хро­мо­со­ма в «рас­пу­щен­ном» со­сто­я­нии). На­ко­нец,  «за­мол­ка­ют» (ме­ти­ли­ру­ют­ся) мно­гие или да­же все ге­ны од­ной из  жен­ских хро­мо­сом - Х-хро­мо­со­ма пре­вра­ща­ет­ся в тель­це Бар­ра.

У  сум­ча­тых про­цесс инак­ти­ва­ции Х-хро­мо­со­мы спе­ци­фич­ный.  На­при­мер, у кен­гу­ру инак­ти­ви­ру­ют­ся все от­цов­ские  хро­мо­со­мы. То есть кен­гу­ря­та-доч­ки по­ло­вы­ми хро­мо­со­ма­ми  бу­дут по­хо­дить на мать. А вот у пла­цен­тар­ных мле­ко­пи­та­ю­щих  инак­ти­ва­ция Х-хро­мо­сом про­ис­хо­дит в каж­дой клет­ке спон­тан­но,  не­за­ви­си­мо друг от дру­га.

По­лу­ча­ет­ся, что жен­ские осо­би  час­тич­но со­сто­ят из двух ли­ний кле­ток – в од­них ра­бо­та­ет  ма­те­рин­ская Х-хро­мо­со­ма, в дру­гих – от­цов­ская. В прин­ци­пе, в  нор­маль­ном ор­га­низ­ме мо­за­и­цизм жен­ско­го ор­га­низ­ма  не­за­ме­тен. За­то если в од­ну из Х- хро­мо­сом за­кра­лась му­та­ция,  то она да­ет о се­бе знать в тех клет­ках, где ак­ти­ви­ро­ва­на  па­то­ло­ги­чес­кая хро­мо­со­ма.

На­при­мер, у лю­дей с  ан­гид­ро­ти­чес­кой эк­то­дер­маль­ной дис­пла­зи­ей по­то­вые же­ле­зы  не раз­ви­ва­ют­ся толь­ко на тех участ­ках те­ла, где скоп­ле­ны  клет­ки с му­тант­ной хро­мо­со­мой. То есть че­ло­век в этом слу­чае  по­те­ет час­тя­ми.

Не­мы­ши­ная инак­ти­ва­ция

Тон­кос­ти Х-инак­ти­ва­ции  изу­че­ны, в ос­нов­ном, на при­ме­ре мы­шей. Тем не ме­нее,  осо­бен­нос­ти это­го про­цес­са име­ют важ­ное зна­че­ние для  ме­ди­цин­ских и фун­да­мен­таль­ных ис­сле­до­ва­ний. От то­го, ка­кая  Х-хро­мо­со­ма бу­дет ра­бо­тать в ор­га­низ­ме ре­бен­ка, за­ви­сит не  толь­ко рав­но­мер­ность по­то­от­де­ле­ния, но и про­яв­ле­ние  син­дро­ма Рет­та – за­бо­ле­ва­ния, о ко­то­ром Infox.ru пи­сал в  статье «Ги­пе­рак­тив­ный ге­не­ти­чес­кий му­сор раз­ру­ша­ет мозг».

Ис­сле­до­ва­те­ли  из на­уч­ных цент­ров Фран­ции под ру­ко­водст­вом Ику­хи­ро Ока­мо­то  из Ин­сти­ту­та Кю­ри (Institut Curie) про­сле­ди­ли за тем, как  за­ро­ды­ши кро­ли­ков, мы­шей и че­ло­ве­ка вы­би­ра­ют, на ко­го они  бу­дут по­хо­жи.

Для экс­пе­ри­мен­та уче­ные  про­во­ди­ли опло­дотво­ре­ние in vivo и in vitro. Че­ло­ве­чес­кие  за­ро­ды­ши уче­ные по­лу­ча­ли ме­то­да­ми IVF (опло­дотво­ре­ние в  про­бир­ке) и ICSI (ин­тра­ци­то­плаз­ма­ти­чес­кое опло­дотво­ре­ние).  Для экс­пе­ри­мен­та так­же бы­ли ис­поль­зо­ва­ны за­мо­ро­жен­ные и  толь­ко что по­лу­чен­ные абор­тив­ные ма­те­ри­а­лы.

О ра­бо­те  за­мол­ка­ю­ще­го ме­ха­низ­ма уче­ные су­ди­ли по на­ли­чию  тран­скрип­та Xict (спе­ци­фич­ной РНК, ко­то­рая и пре­вра­ща­ет  нор­маль­ную Х-хро­мо­со­му в тель­це Бар­ра) и по  функ­ци­о­ни­ро­ва­нию Х-хро­мо­сом­ных ге­нов.

Ге­не­ти­ки  вы­яс­ни­ли, что мы­ши­ные эм­брио­ны го­раз­до рань­ше опре­де­ля­ют­ся  с тем, чьи ге­ны они бу­дут но­сить. Так, на ста­дии 4-8 кле­ток  бу­ду­щий мы­шо­нок уже вклю­ча­ет ло­кус Xict, ко­то­рый  рас­пре­де­ля­ет муж­ские и жен­ские ро­ли меж­ду раз­ны­ми клет­ка­ми  од­но­го ор­га­низ­ма. Че­ло­ве­чес­кие и кро­личьи эм­брио­ны  вклю­ча­ют Xict не­сколь­ко поз­же, но до им­план­та­ции эм­брио­на.

При­чем, этот ре­гу­ля­тор да­ет о  се­бе знать и в муж­ских, и в жен­ских Х-хро­мо­со­мах од­нов­ре­мен­но.  Од­на­ко инак­ти­ва­ции Х-хро­мо­сом при это не про­ис­хо­дит.  Не­сколь­ко поз­же в не­ко­то­рых кро­личь­их клет­ках от­клю­ча­ет­ся  сра­зу две Х-хро­мо­со­мы, в дру­гих же клет­ках «вы­клю­ча­тель»  дейст­ву­ет бо­лее раз­бор­чи­во.

В че­ло­ве­чес­ком эм­брио­не  все Х-хро­мо­со­мы оста­ют­ся ра­бо­то­с­по­соб­ны­ми да­же ког­да  клет­ки раз­мно­жи­лись до раз­ме­ра впол­не раз­ли­чи­мо­го ша­ри­ка –  блас­то­ци­с­ты. Од­на­ко ак­ти­ви­ро­ван­ный Xict ни­как не  ска­зы­ва­ет­ся на ра­бо­то­с­по­соб­нос­ти Х-хро­мо­сом.

Ос­но­вы­ва­ясь на по­лу­чен­ных  ре­зуль­та­тах, уче­ные сде­ла­ли вы­во­ды, что мы­ши­ные за­ко­ны не  ра­бо­та­ют ни в кро­личь­их, ни в че­ло­ве­чес­ких клет­ках.

«Жи­вот­ные до­би­ва­ют­ся од­но­го и  то­го же ре­зуль­та­та раз­ны­ми ге­не­ти­чес­ки­ми ме­ха­низ­ма­ми,  по­яс­ня­ют ав­то­ры ис­сле­до­ва­ния. – Мы пред­по­ла­га­ем, что у  че­ло­ве­ка сра­ба­ты­ва­ет ген, рас­по­ло­жен­ный не­сколь­ко ни­же  всем из­вест­но­го Xict».

Под­роб­нее о ре­зуль­та­тах экс­пе­ри­мен­та мож­но про­чи­тать в статье Eutherian mammals use diverse strategies to initiate X-chromosome inactivation during development.

Источник: http://www.dytyna.info/food/articles/any/4995?page=14
Мнение автора и администрации сайта не всегда может совпадать с мнением авторов представленных материалов.

Следующая запись: Бактериям нужен один день, чтобы приобрести устойчивость к любым антибиотикам

Предыдущая запись: Вступил в силу закон об изъятии земель в Новой Москве и области

Комментарии

Чтобы размещать комментарии, вам нужно зарегистрироваться