Новое открытие – генетики узнали о неизвестном ранее механизме определения пола ребенка

Ученые-медики из Мельбурнского детского научно-исследовательского института им. Мердока (Murdoch Children's Research Institute, организация, являющаяся частью Университета Мельбурна, Австралия) совершили открытие, касающееся того, как определяется пол ребенка – речь в нем идет не только о хромосомах X и Y, но и о «регуляторе», который увеличивает или уменьшает активность генов, которые определяют, станем ли мы мужчиной или женщиной.

Исследование под названием «Изменение пола человека вызвано дупликацией или делецией основных генов-усилителей SOX9, находящихся против хода транскрипции» было опубликовано в журнале «Nature Communications». Бриттани Крофт – ученый из Мельбурнского детского научно-исследовательского института им. Мердока и аспирант Хадсонского института – его главный автор.

«Пол ребенка определяется его хромосомным набором при зачатии. Эмбрион с двумя Х-хромосомами станет девочкой, а эмбрион с комбинацией Х-Y родится мальчиком, – говорит Бриттани Крофт.  – Y-хромосома несет критический ген, называемый SRY, который воздействует на другой ген, называемый SOX9, чтобы началось развитие яичек в эмбрионе. Высокие уровни гена SOX9 необходимы для нормального развития яичка».

Однако если существует некоторое нарушение активности SOX9 и он присутствуют только в небольших количествах, яички не станут развиваться, что приведет к тому, что у ребенка будет нарушено половое развитие.

Ведущий автор исследования, профессор Эндрю Синклер, сказал, что 90 процентов человеческой ДНК состоит из так называемой «избыточной ДНК» или «темной материи», которая не содержит генов, но содержит важные регуляторы, которые увеличивают или уменьшают активность генов.

«Эти регуляторные сегменты ДНК называются энхансерами, генами-усилителями, – поясняет он. – Если эти энхансеры, контролирующие гены развития яичка, повреждаются, это может привести к рождению ребенка с нарушением полового развития».

Профессор Синклер, который также является сотрудником отделения педиатрии Мельбурнского университета, сказал, что закончившееся исследование было направлено на то, чтобы понять, как ген SOX9 регулируется энхансерами и не приведет ли повреждение энхансеров к нарушениям полового развития.

«Мы обнаружили три энхансера, которые совместно обеспечивают включение продукции на высоком уровне гена SOX9 у эмбриона с хромосомным набором XY, что приводит к нормальному развитию яичек и половому развитию ребенка мужского пола», – сказал он.

«Важно отметить, что мы определили пациентов с  XX хромосомным набором, которые при обычном ходе событий имели бы яичники и были бы женщинами, но которые имели дополнительные копии этих энхансеров (обеспечивших высокий уровень продукции SOX9) и у которых вместо яичников развились яички. Кроме того, мы нашли пациентов с XY хромосомным набором, у которых эти гены-усилители SOX9 были утеряны (что обеспечило низкие уровни SOX9) и у которых развились яичники вместо яичек».

Бриттани Крофт сказала, что изменение пола человека, подобное тому, которое произошло в этих случаях, вызвано приобретением или потерей обнаруженных в исследовании жизненно важных энхансеров, которые регулируют ген SOX9; следовательно, эти три гена-усилителя необходимы для развития нормальных яичек и полового развития по мужскому типу.

«Это исследование является крайне важным, потому что в прошлом ученые рассматривали только гены, чтобы диагностировать подобных пациентов, но мы доказали, что необходимо смотреть не только генную структуру, но и энхансеры, которые управляют этими генами», – объяснила Бриттани Крофт.

Профессор Синклер рассказал, что в геноме человека насчитывается около миллиона энхансеров, контролирующих около 22 000 генов.

«Эти энхансеры, гены-усилители, находятся в ДНК, но как бы за пределами генов, в областях, которые ранее назывались избыточной (бесполезной) ДНК или темной материей, – сказал он. – В этих энхансерах, которые прячутся в плохо изученной темной материи нашей ДНК, может быть найден ключ к диагностике многих расстройств».