Spośród 23 par chromosomów, w jakie wyposażona jest każda zdrowa komórka ludzka, jedna para to chromosomy płciowe. Kobiety mają dwa chromosomy X, mężczyźni zaś chromosom X i chromosom Y. Ten drugi jest niewielkim chromosomem – zawiera zaledwie kilkadziesiąt genów kodujących białka, podczas gdy inne chromosomy mogą mieć ich nawet 2 tysiące.
W miarę upływu lat zarówno u mężczyzn, jak i kobiet w czasie podziałów komórki w DNA pojawiają się błędy. Mechanizm kopiowania materiału genetycznego robi się coraz mniej precyzyjny, czego efektem są narastające zmiany w genomie. Może dojść nawet do tego, że niektóre komórki utracą całe chromosomy.
Do czego może prowadzić brak chromosomu Y
U mężczyzn mutacje w DNA mogą skutkować tzw. hematopoetyczną mozaikową utratą chromosomu Y (ang. hematopoietic mosaic loss of the Y chromosome, mLOY). Pod tą nazwą kryje się zanik chromosomu Y w krwinkach białych. Przypadłość ta jest znana od lat 60. XX wieku. Szacuje się, że dotyka nawet 40 proc. mężczyzn powyżej 70. roku życia.
Jakie są jej skutki? Dotychczas naukowcy wymieniali skrócenie długości życia i zwiększone ryzyko zapadnięcia na choroby związane z wiekiem, takie jak alzheimer czy nowotwory. Nowe badanie, którego wyniki opublikowano w zeszłym tygodniu w prestiżowym czasopiśmie naukowym „Science”, sugeruje, że mLOY wywiera również negatywny wpływ na serce.
Zwłóknienie mięśnia sercowego u myszy bez chromosomu Y
Naukowcy z Japonii, Stanów Zjednoczonych i Szwecji wykazali to, przeprowadzając badania na myszach. Wyhodowali samce myszy, których białe krwinki pozbawione były chromosomu Y, wykorzystując metodę edycji genów CRISPR.
Okazało się, że myszy bez chromosomu Y żyły krócej niż gryzonie, które miały kompletną parę chromosomów płciowych. Brak chromosomu Y prowadził u nich również do zwłóknienia mięśnia sercowego – jednej z możliwych przyczyn niewydolności serca.
– Wykazaliśmy, że mLOY u myszy powoduje zwłóknienie serca, co jest przyczyną pogorszenia jego funkcjonowania – mówi Lars Forsberg, genetyk z Uniwersytetu w Uppsali, główny autor pracy w „Science”.
Jak brak chromosomu Y wpływa na zdrowie ludzi
Żeby sprawdzić, czy związek między zanikiem chromosomu Y a chorobami serca występuje również u ludzi, naukowcy sięgnęli do danych gromadzonych w wieloletnim programie badawczym UK Biobank, prowadzonym w Wielkiej Brytanii. Analizując dane z 11 lat ustalili, że ryzyko śmierci z powodu choroby serca i innych chorób układu krążenia było wyższe u mężczyzn z mLOY.
– Zgadza się to z wynikami uzyskanymi z modelu mysiego i sugeruje, że mLOY oddziałuje bezpośrednio również na ludzi – komentuje Forsberg. Naukowcy podkreślają jednak, że potrzebne są dalsze badania, by można było oszacować ten wpływ w pełni.
Na razie udało im się odkryć jeszcze jedną rzecz – ustalić, że istnieje terapia łagodząca skutki mLOY u myszy. Wymaga podania neutralizującego przeciwciała – tzw. transformującego czynnika wzrostu beta 1. Terapię przetestowano na razie tylko na gryzoniach, u których doszło do częściowego cofnięcia się zmian w tkankach serca.
Chromosom Y i jego zapomniana odkrywczyni
Chromosom Y odkryła jedna z pionierek genetyki, Nattie Stevens. To nieznana szerzej naukowczyni, która – jak słusznie pisze Bill Bryson w książce „Ciało. Instrukcja dla użytkownika” – „zasługuje na to, by ją bliżej poznać”.
„Nattie Stevens urodziła się w 1861 roku w Cavendish, w stanie Vermont. Dorastała w skromnych warunkach, a spełnienie marzenia o zdobyciu wyższego wykształcenia zajęło jej bardzo dużo czasu. Przez kilka lat pracowała jako nauczycielka i bibliotekarka, zanim ostatecznie wstąpiła na Uniwersytet Stanforda w 1896 roku, mając 35 lat. W wieku 42 lat, niemal pod koniec swego krótkiego życia, uzyskała w końcu tytuł doktora. Przyjąwszy stanowisko młodszego badacza w Bryn Mawr, rzuciła się w wir pracy, publikując 38 artykułów, a ponadto odkrywając chromosom Y (podczas badania aparatu rozrodczego chrząszczy mączników – przyp. red).” – opowiada Bryson.
„Gdyby jej osiągnięcie zostało należycie docenione, Stevens prawdopodobnie zdobyłaby Nagrodę Nobla” – pisze dalej Bryson. – „Zamiast tego przez wiele lat uznaniem darzono Edmunda Beechera Wilsona, który niezależnie od niej dokonał tego samego odkrycia w mniej więcej tym samym czasie (to, kto z nich naprawdę był pierwszy, od dawna jest sporną kwestią), ale nie w pełni zdawał sobie sprawę z jego znaczenia. Stevens z pewnością osiągnęłaby dużo więcej, gdyby nie to, że zachorowała na raka piersi i zmarła w 1912 roku, mając 53 lata, po zaledwie jedenastu latach pracy naukowej”.
Źródło: Science, Science Alert.
