В течение последнего десятилетия ученые неоднократно пытались выявить ген, отвечающий за определение пола у птиц.
На этой неделе стало известно, что этим неуловимым геном является DMRT1 на хромосоме Z. Открытие этого гена несомненно, очень важно для специалистов в данной области. Более интересен, однако, тот факт, что это достижение ученых помогает закрыть большой пробел в нашем знании об эволюции половых хромосом позвоночных и в том числе человека.
Наравне с человеком и другими млекопитающими, пол у птиц определяется генами на специальных половых хромосомах. Самки млекопитающих обладают двумя Х хромосомами, а самцы одной Х хромосомой и одной Y. Хромосома Y кодирует SRY (Se х-determining region, дословно - отрезок ( ДНК), определяющий пол) ген, который напрямую отвечает за развитие мужских половых органов. У птиц же, напротив, самцы обладают двумя Z хромосомами, а самки одной Z и одной W. Очевидно, Z и W хромосомы, также как и Х и Y, произошли от пары неполовых ( аутосомальных) хромосом. В ходе развития одна из хромосом приобрела ген, отвечающий за развитие половых органов, и в то же время утратила большую часть неполовых генов. Ученым не удалось обнаружить ген SRY на хромосоме Z у птиц. По всей видимости, специального гена, определяющего женское половое развитие, на хромосоме W также не существует. Поэтому точный механизм определения пола у птиц долго оставался нераскрытым.
На протяжении лет ученые подозревали, что белок DMRT1 (doublesex and mab-3-related transcription factor 1), который производится только в семеннике ( мужской половой железе), может играть важную роль в определении полового развития у птиц. Ген этого белка находится на хромосоме Z. В то время, как самки обладают только одной Z хромосомой, у самцов их 2, и соответственно целых 2 копии гена DMRT1. При этом транскрипция гена происходит на обеих Z хромосомах, то есть уровень белка DMRT1 у самцов в 2 раза выше, чем у самок.
В выпуске журнала Nature от 10 сентября 2009 года, доктору Крэгу Смиту (Craig A. Smith) и его коллегам удалось, наконец, экспериментально доказать, что пол у птиц определяется количеством белка DMRT1. Эксперименты проводились с эмбрионами цыплят. Ученые частично заблокировали активацию гена у эмбрионов с генотипом ZZ. В результате этого эксперимента половые железы цыплят стали напоминать скорее яичники ( женские половые железы), чем семенники. Очевидно, пониженный уровень DMRT1 уже не был способен обеспечить нормальное развитие мужских половых органов.
Почему же это открытие так важно? Дело в том, что до сего времени очень мало было известно об эволюции половых хромосом, которые определяют фундаментальные различия между женскими и мужскими организмами. Теперь же, зная столь значимую роль гена DMRT1, мы можем проследить эволюцию этого гена от древних предков позвоночных до современных рептилий, птиц и млекопитающих. Вполне вероятно, что ген DMRT1 отвечал за определение пола у всех предков современных высших позвоночных, в то время как ген SRY у сумчатых и млекопитающих приобрел эту роль по эволюционным меркам совсем недавно.
Источник: http://www.innovanews.ru/