Первые гены определения пола появились у млекопитающих 180 миллионов лет назад
Y-хромосома, отличающая самцов от самок на генетическом уровне, появилась около 180 миллионов лет назад. Она возникла дважды независимо у всех млекопитающих. Команда профессора Хенрика Кессманна из Центра интегративной геномики и Швейцарского института биоинформатики (SIB) смогла датировать эти события, которые имеют решающее значение как для эволюции млекопитающих, так и для нашей жизни, поскольку именно Y-хромосома определяет, родимся ли мы мальчиком или девочкой. Результаты исследования опубликованы в Nature.
У людей и других млекопитающих различие между полами зависит от одного элемента генома: Y-хромосомы. Она присутствует только у самцов (хромосомы X и Y), тогда как у самок две X-хромосомы. Однако так было не всегда. Когда-то X и Y были идентичны, пока Y не начал дифференцироваться от X у самцов, постепенно уменьшаясь. Сейчас он содержит лишь около 20 генов (в то время как X несёт более тысячи). Команда Хенрика Кессманна установила, что первые «половые гены» появились у млекопитающих примерно 180 миллионов лет назад.
4,3 миллиарда генетических последовательностей
Исследователи изучили образцы мужских тканей (в частности, семенников) 15 различных видов, представляющих три основные линии млекопитающих:
- Плацентарные (люди, обезьяны, грызуны, слоны)
- Сумчатые (опоссумы, кенгуру)
- Однопроходные (яйцекладущие: утконос и ехидна)
Для сравнения также использовалась курица. Вместо полного секвенирования Y-хромосом учёные сравнили генетические последовательности мужских и женских тканей, исключив общие для обоих полов последовательности, чтобы оставить только соответствующие Y-хромосоме. Так был создан крупнейший на сегодня атлас генов этой «мужской» хромосомы.
Работа потребовала более 29 500 часов вычислений с использованием высокопроизводительных ДНК-секвенаторов и вычислительных мощностей центра Vital-IT (SIB).
Два независимых гена определения пола
Исследование показало:
- Один и тот же ген определения пола SRY сформировался у общего предка плацентарных и сумчатых около 180 миллионов лет назад.
- Другой ген, AMHY, ответственный за возникновение Y-хромосом у однопроходных, появился примерно 175 миллионов лет назад.
Оба гена, по словам Хенрика Кессманна, «участвуют в развитии семенников» и возникли «почти одновременно, но совершенно независимым образом».
Природа системы определения пола у общего предка всех млекопитающих остаётся неясной, поскольку Y-хромосомы в то время ещё не существовало. Был ли пол тогда определён другими хромосомами или даже факторами окружающей среды, такими как температура (как у современных крокодилов)? «Вопрос остаётся открытым», — заключает Диего Кортес, ведущий автор исследования.