Kromosom Y polako nestaje

Gen koji određuje muškarce na Y kromosomu odlučuje o spolu djeteta kod čovjeka, a isti je slučaj i s drugim sisavcima. Ipak, ljudski kromosom Y degenerira i mogao bi nestati za nekoliko milijuna godina, što bi moglo dovesti do izumiranja ljudske rase ako u međuvremenu ne razvijemo novi spolni gen.

Dvije vrste glodavaca već su izgubile svoj kromosom Y, no to nije prouzročilo njihov nestanak, tako da je to dobra vijest za izglede opstanka ljudske rase. Nova znanstvena studija objavljena u časopisu Proceedings of the National Academy of Science pokazuje kako je bodljikavi štakor razvio novi gen koji određuje mužjaka, javlja Zimo.

Rezultate tog istraživanja u članku za The Conversation objasnila je neovisna stručnjakinja Jenny Graves, profesorica genetike s australskog Sveučilišta La Trobe.

Važnost kromosoma Y i njegov put prema nestanku

Kod ljudi i drugih sisavaca ženke imaju dva kromosoma X, a mužjaci jedan kromosom X i maleni kromosom koji se zove Y, iako njihovi nazivi nemaju nikakve veze s njihovim oblikom. Kromosom X sadrži oko 900 gena koji obavljaju razne poslove koji nisu povezani sa spolom. Kromosom Y, s druge strane, sadrži malo gena (njih oko 55) i puno nekodirajućeg DNK-a (jednostavnog DNK-a koji se ponavlja i koji ne čini ništa).

No kromosom Y je snažan jer sadrži vrlo važan gen koji pokreće muški razvoj u embriju. Oko 12 tjedana nakon začeća taj glavni gen uključuje druge koji reguliraju razvoj testisa. Embrionalni testis proizvodi muške hormone (testosteron i njegove derivate), koji osiguravaju da se beba razvija kao dječak, pojašnjava Graves.

Taj glavni spolni gen identificiran je kao SRY (spolna regija na Y) 1990. godine i djeluje tako da pokreće genetski put koji počinje s genom koji se zove SOX9 i koji je ključan za određivanje mužjaka kod svih kralješnjaka, iako ne leži na spolnim kromosomima, dodaje australska profesorica genetike.

Većina sisavaca ima kromosom X i Y sličan ljudskom, gdje njihov X ima puno gena, a Y ima SRY, plus još nekoliko drugih gena. Riječ je o sustavu koji dolazi s problemima zbog nejednake doze X gena kod muškaraca i žena, napominje Graves.

Naša tvrdnja o skoroj smrti ljudskog Y-a izazvala je bijes, a do danas postoje tvrdnje i protutvrdnje o očekivanom vijeku trajanja našeg kromosoma Y, procjene variraju između beskonačnosti i nekoliko tisuća godina, kaže Graves referirajući se na vlastito istraživanje koje je objavljeno na portalu Core, koji prikuplja studije s otvorenim pristupom iz drugih repozitorija i znanstvenih časopisa.

Neki glodavci već riješili problem

Znanstvenici ipak znaju za dvije vrste glodavaca koje su već izgubile svoj kromosom Y, ali koje su preživjele tu promjenu.

Krtice voluharice u istočnoj Europi i bodljikavi štakori u Japanu mogu se pohvaliti nekim vrstama, kod kojih su Y kromosom i SRY potpuno nestali. Kromosom X ostaje u jednoj ili dvostrukoj dozi, u oba spola tih vrsta glodavaca, pojašnjava Graves.

Navodi primjer ranije spomenutog znanstvenog istraživanja japanskih znanstvenika, objavljenom u časopisu PNAS, u kojem je otkriveno da je većina gena na kromosomu Y bodljikavih štakora premještena na druge kromosome, no nisu međutim pronašli SRY gen niti neki drugi gen koji bi bio njegova zamjena. Međutim, pronašli su sekvence koje su bile u genomima mužjaka, ali ne i ženki, pročistili ih i testirali na štakorima te došli do spoznaje da postoji malena razlika u blizini ključnog spolnog gena SOX9, na kromosomu 3 bodljikavog štakora. Riječ je bila o malom udvostručenju koje je primijećeno samo kod mužjaka, ali ne i ženki tih štakora.

Japanska studija sugerira da taj mali komad dupliciranog DNK-a sadrži prekidač, koji normalno uključuje SOX9 kao odgovor na SRY. Kad je to dupliciranje napravljeno i na miševima, japanski su znanstvenici otkrili da ono pojačava aktivnost gena SOX9, tako da bi promjena mogla omogućiti SOX9 da radi bez gena SRY.

Imaju li muškarci (evolucijsku) budućnost?

Evolucijski nestanak ljudskog kromosoma Y izazvao je nagađanja o budućnosti naše vrste.

Neki gušteri i zmije samo su ženske vrste i mogu napraviti jajašca iz vlastitih gena procesom poznatim kao partenogeneza. Ali to se ne može dogoditi kod ljudi ili drugih sisavaca jer imamo najmanje 30 ključnih 'utisnutih' gena koji rade samo ako dolaze od oca preko sperme. Da bismo se razmnožavali, trebamo spermu i trebamo muškarce, što znači da bi kraj kromosoma Y mogao biti najava izumiranja ljudske rase, pojašnjava Graves.

Japanska studija međutim podupire alternativu - da ljudi mogu razviti novi gen koji određuje spol.

Evolucija novoga gena koji određuje spol ipak ne dolazi bez vlastitih rizika, tvrdi Graves. Što ako se više od jednog novog sustava razvije u različitim dijelovima svijeta, pita australska stručnjakinja.

Rat spolnih gena mogao bi dovesti do odvajanja novih vrsta, što je upravo ono što se dogodilo s krticama i štakorima. Dakle, ako bi netko posjetio Zemlju u roku od 11 milijuna godina, možda ne bi našao ljude, ili nekoliko različitih ljudskih vrsta, razdvojene svojim različitim sustavima određivanja spola, zaključuje Graves.