Эволюция половых различий: гены меняются быстро, типы клеток — медленно
Исследователи из Института Фрэнсиса Крика и Гейдельбергского университета показали, что половые различия у животных сильно варьируют между видами, органами и стадиями развития. Они быстро эволюционируют на уровне генов, но медленно — на уровне типов клеток.
В исследовании, опубликованном в Science, проанализировали активность генов у самцов и самок людей и пяти видов животных (мышей, крыс, кроликов, опоссумов и кур) в течение развития пяти органов (мозга, мозжечка, сердца, почки и печени).
Ключевые выводы
- Органы с наибольшими половыми различиями различаются у разных видов. Например, у крыс и мышей наиболее выражены различия в печени и почках, а у кроликов — в сердце.
- Половые различия резко возрастают после полового созревания. На стадиях развития органов различий между полами мало.
- Гены, ответственные за половые различия, быстро эволюционируют. У разных видов «полозависимые» гены (экспрессирующиеся по-разному в зависимости от пола) в основном разные. Лишь очень небольшое число таких генов общее для всех видов, и они обычно расположены на половых (X и Y) хромосомах.
- Типы клеток, демонстрирующие половые различия, консервативны. Хотя ответственные за это гены различаются, сами типы клеток, в которых проявляются различия, одинаковы у разных видов. Например, у мышей и крыс в печени половые различия проявляются в гепатоцитах (основных клетках печени).
Значение исследования
- Эволюция: Немногие общие полозависимые гены на X и Y хромосомах, вероятно, служат базовыми генетическими триггерами для развития полоспецифичных признаков у всех млекопитающих.
- Медицина: Понимание того, что определенный тип клеток (например, гепатоциты) демонстрирует половые различия у разных видов, важно для использования животных моделей и изучения, например, различий в метаболизме лекарств у людей.
- Биология развития: Неожиданным оказалось малое число различий до полового созревания и их резкий рост после него, а не постепенное увеличение в ходе развития органов.