Гены, влияющие на соотношение полов и мужскую фертильность у мышей
Исследователи из Мичиганского университета, изучая половые хромосомы, обнаружили у мышей гены, которые могут смещать ожидаемое соотношение полов 50:50 в пользу одного из них. Эти гены также имеют серьёзные последствия для мужского бесплодия. Результаты опубликованы в Current Biology.
- Уникальность половых хромосом: X и Y хромосомы, определяющие пол потомства, эволюционировали из идентичной пары и приобрели уникальные наборы генов.
- Обнаруженные гены: У мышей найдены два недавно эволюционировавших семейства генов, сцепленных с X-хромосомой. Они присутствуют в множественных копиях и уникальны для мышей.
- Эксперименты с CRISPR: Используя CRISPR, команда
удалила эти гены из генома мышей.
- Удаление всех копий одного семейства генов привело к смещению соотношения полов потомства до 60:40 в пользу самцов.
- Количество X- и Y-несущих сперматозоидов оставалось равным, что указывает на влияние гена на конкурентоспособность сперматозоидов (например, на подвижность).
- Эффект от увеличения числа копий: Дупликация (удвоение) этих генов также сместила соотношение полов до 60:40, но в пользу самок.
- Эволюционная "гонка вооружений": Множественные копии этих генов на X-хромосоме и аналогичного семейства на Y-хромосоме, по-видимому, служат "регулятором" приспособленности сперматозоидов. Их копирование в течение 20 миллионов лет эволюции могло поддерживать баланс полов 50:50.
- Связь с бесплодием: Полное удаление обоих семейств X-сцепленных генов привело к мужскому бесплодию у мышей. У них нарушался процесс сперматогенеза — круглые клетки не могли преобразоваться в зрелые сперматозоиды с головкой и хвостом.
Это открытие даёт новую модель для изучения развития сперматозоидов и основ мужского бесплодия. Аналогичные механизмы могут существовать и у других видов, включая человека.