Австралийские ученые приблизились в разгадке тайны полового развития человека. Проведенные ими исследования показали, что самец мыши может быть создан без Y-хромосомы – путем активации древнего гена мозга.

Мышь из лаборатории адъюнкт-профессора Пола Томаса (Paul Thomas). Томас и его коллеги создали самца мыши с двумя X-хромосомами, искусственно активировав ген SOX3 в развивающихся гонадах. (Credit: Photo by Sandra Piltz / © University of Adelaide)

В то время как самки имеют две X-хромосомы, самцы  – по одной Y и X-хромосоме. Ген SRY, находящийся на Y-хромосоме, включает развитие яичек на стадии раннего эмбриогенеза, и, если они начали формироваться, эмбрион впоследствии становится особью мужского пола.

Однако исследователи из Аделаиды смогли создать самца мыши без Y-хромосомы, активировав один ген – SOX3 – в развивающемся плоде. Известно, что ген SOX3 важен для развития мозга, но о том, что он способен включать мужской путь развития организма, ученые не знали.

В ходе крупного международного исследования впервые было установлено и то, что у некоторых пациентов с нарушениями полового развития также присутствуют изменения в аналоге этого гена.

Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Clinical Investigation.

Адъюнкт-профессор Школы молекулярных и
биомедицинских наук Университета Аделаиды
Пол Томас (Paul Thomas).
(Фото: Sandra Piltz / © University of Adelaide)

«Y-хромосома содержит ген SRY, который является генетическим триггером, активирующим мужской путь развития эмбриона», – объясняет адъюнкт-профессор Пол Томас (Paul Thomas) из Школы молекулярных и биомедицинских наук (School of Molecular & Biomedical Science) Университета Аделаиды (University of Adelaide). «Генетический «переключатель» SRY найден только у млекопитающих и, как предполагается, развился из гена SOX3 в период их ранней эволюции».

Профессор Томас и его коллеги создали самца мыши с двумя X-хромосомами, искусственно активировав ген SOX3 в развивающихся гонадах.

«Внешний вид, репродуктивные структуры и поведение такие самцов мышей с двумя X-хромосомами полностью соответствуют тому, что мы видим у нормальных самцов, но они стерильны из-за неспособности вырабатывать сперму», – продолжает ученый. «Мы давно подозревали, что ген SOX3 является эволюционным предшественником гена SRY. Показав, что SOX3 может активировать мужской путь развития так же, как SRY, мы смогли в этом убедиться».

Эта работа – результат давнего сотрудничества между Полом Томасом и доктором Робином Ловелл-Бэйджем (Robin Lovell-Badge) из Совета по медицинским исследованиям (Medical Research Council) Национального института медицинских исследований (National Institute for Medical Research) в Лондоне, открывшим ген SRY у мышей более 20 лет назад.

«Функция гена SOX3 обычно проявляется в развитии нервной системы, но теперь стало ясно, что мутация, приводящая к его активизации на ранней стадии развития гонад, может превратить его в «переключатель», вызывающий развитие яичек», – говорит доктор Ловелл-Бэйдж. «Теперь представляется весьма вероятным, что что-то подобное тому, что происходит у описанных нами XX-самцов и мужчин, произошло и у ранних предков млекопитающих. Это привело к эволюции не только гена SRY, но и X и Y-хромосом. Только подумайте, сколько проблем создал этот маленький ген!».

Дальнейшие совместные исследования с профессором Эндрю Синклером (Andrew Sinclair) из Мельбурна и профессором Эриком Виленом (Eric Vilain) (Университет Калифорнии, Лос-Анджелес) подтвердили выводы ученых, показав, что у мужчин с двумя X-хромосомами действительно присутствуют изменения в гене SOX3.

«С генетической точки зрения случаи половой инверсии при двух X-хромосомах особенно интересны и почти не поняты», – комментирует результаты исследования Пол Томас. «Это открытие дает новое представление о генетических причинах нарушений полового развития – довольно распространенного в нашем обществе явления. Если заглянуть в будущее, оно окажет влияние на молекулярную диагностику таких нарушений и, в конечном итоге, поможет нам разработать методы терапии, позволяющие улучшить клинические результаты».

Статья в открытом доступе: Identification of SOX3 as an XX male sex reversal gene in mice and humans