В геноме утконоса обнаружен переключатель пола
Группой исследователей из Австралии и Швейцарии выявлен ген, который определяет пол утконоса.
"В ходе исследования мы обнаружили, что Y-хромосома несёт в себе гены, важные для основной жизнедеятельности самцов млекопитающих", — рассказывает доктор генетики Пол Уотерс (Paul Waters) из университета Нового Южного Уэльса. "Несмотря на то, что Y-хромосома играет важную роль в определении пола, мало что известно о функции и эволюции её генов".
Самцы однопроходных животных имеют сразу 5 X- и 5 Y-хромосом, так что реконструировать точную последовательность всех генов из фрагментов секвенированной ДНК весьма непросто.
"Ранее никто не брался систематизировать данные из Y-хромосом утконоса, поскольку их система половой генетики слишком сложна", — сообщает Уотерс в пресс-релизе.
Вместе с коллегами из университета Аделаиды и университета Лозанны он проанализировал ДНК 15 представителей разных полов у класса млекопитающих, включая человека, слонов, сумчатых и однопроходных. Данное исследование, подробности которого были опубликованы в журнале Nature, стало крупнейшем в своём роде: его авторы полагались на новейшую технику быстрого секвенирования.
Для каждого вида исследователи выявили гены Y-хромосомы и рассмотрели последовательности ДНК, специфические для самцов. Обратившись к ископаемым окаменелостям, учёные также разобрались, в какой момент эволюционировали отдельные гены.
Уотерс рассказывает, что в ходе исследования им впервые удалось обнаружить ген под названием AMH в самой старой из Y-хромосом утконоса. Он проявляется лишь в том случае, если животное — самец.
"Возможно, в организме однопроходных именно этот ген является главным переключателем пола, который запускает развитие яичек", — считает исследователь. "Нам кажется, это достаточно значимое открытие, потому что раньше мы понятия не имели, что может быть первопричиной, определяющей пол утконосов".
В отличие от однопроходных, самцы сумчатых, например, кенгуру, и плацентарных млекопитающих (в этот инфракласс входит и человек) имеют лишь по одной X- и Y-хромосоме, а их пол определяется другим геном — SRY.
Уотерс и его коллеги пришли к выводу, что система Y-хромосом однопроходных развилась около 180 миллионов лет, причём возникла независимо от других, то есть является случаем конвергентной эволюции. А вот что определяло пол существ непосредственно до эволюции этих генов, исследователи пока не знают: своё существование Y-хромосома начала не как половая, но с течением времени потеряла большую часть своих генов и некоторые из них перешли в X-хромосому.
Ранее считалось, что, так как Y-хромосома отсутствует в женских организмах, то она, по сути, не несёт ничего принципиально важного. Однако в ходе исследований было выявлено, что содержащиеся в ней гены не только определяют развитие семенников или производство спермы, но и несут функции, важные для жизнеспособности самца — например, участвуют в регуляции синтеза определённых белков.
Также по теме:
Ископаемые останки крупнейшего утконоса обнаружены в Австралии
Ученые нашли в Австралии останки огромного зубастого утконоса
Биологи обнаружили нехватку генов у животных без желудка
Гены Y-хромосом способствуют выживанию мужского рода
Мужскую Y-хромосому у мышей могут заменить всего два гена