Вирус участвует в том, каким будет пол у эмбриона

Как показало исследование Йельского университета, пол будущего младенца человека может быть определен с помощью простой модификации вируса, который проник в геном млекопитающих.

В основном, эти вирусы появляются, чтобы позволить геному непрерывно развиваться, но они также могут привести к нестабильности; кроме эмбриональных клеток, этот вирус обнаружен активным только в опухолевых тканях и нейронах, пояснил Эндрю Сяо из Департамента генетики и Йельского центра стволовых клеток.

Сяо и команда Йельского университета обнаружили механизм, с помощью которого эмбрион на ранней стадии выключает этот вирус на Х-хромосоме, которая, в конечном счете, определяет пол организма. Когда количество этого маркера является нормальным, Х-хромосомы остаются активными, в результате самки и самцы будут рождаться в равном соотношении.

Если уровень этого маркера будет избыточным, Х-хромосомы будут молчать, и мужчины будут рождаться в два раза чаще, чем женщины. Почему соотношение полов у млекопитающих определяется остатком древнего вируса, является увлекательным, считает Сяо. Десятки миллионов лет назад вирусы захватившие геном, дублируют себя в ДНК своих хозяев.

По оценкам Сяо более 40% генома человека состоит из таких остатков вирусных дупликаций. В большинстве случаев эти остатки остаются неактивными, но в последнее время ученые обнаружили, что они иногда берут на себя удивительные роли, например, как этот, в развивающихся эмбрионах. Это может даже влиять на эволюцию млекопитающих.

Исследователи обнаружили относительно недавно, что активный вирус влияет на соотношение полов (в эволюционном плане) и связан с Х-хромосомой. Команда Йельского университета нашла механизм, который отключает вирус. Недавно обнаруженная у млекопитающих модификация является удивительным расширением эпигенетических инструментов.

Эпигенетика модулирует экспрессию генов в процессе развития, фактически не изменяя последовательности генов. В новом маркере, метильная связь добавляется к аденину – одному из четырех нуклеотидов, которые содержат пары оснований в ДНК, что позволяет обеспечить молчание генов. На протяжении многих десятилетий исследователей предполагали, что модификация нуклеотидного цитозина была единственной формой молчания генов у млекопитающих.

Сяо сказал, что этот механизм, возможно, может быть использован для подавления рака. В других организмах, таких как плодовая мушка дрозофила, этот механизм играет совершенно противоположную роль и активирует гены, а не подавляет их. Эволюция часто использует одно и то же, но для разных целей, как представляется здесь, считает автор статьи, опубликованной 30 марта в журнале Nature.