Контроль детерминации пола у млекопитающих: гены y хромосомы

Обнаружено несколько генов, функционирование которых необходимо для нормальной дифференцировки пола. Генетическое изучение Drosophila и Caenorhabditis позволило идентифицировать многочисленные гены, участвующие в формировании половых фенотипов. Применение генетических методов при изучении млекопитающих сопряжено с большими трудностями, однако в клинических исследованиях также было идентифицировано несколько генов, активирующихся в процессе детерминации мужского или женского пола. Своими знаниями (хотя и весьма скудными) о генах, детерминирующих пол у млекопитающих, мы обязаны двум обстоятельствам. Во-первых, если мутации в большинстве органов оказываются летальными, то мутации в репродуктивных органах обычно приводят к инверсии пола или стерильности. Во-вторых, известен и детерминирующий фактор. У плодовой мухи и нематоды – это соотношение X-хромосом и аутосом. У мышей и человека – определенный участок Y-хромосомы. Для большей части эмбриологических процессов инициирующие элементы пока неизвестны.

Хотя известно, что Y-хромосома является основным детерминантом при определении пола у млекопитающих, многие весьма важные вопросы остаются пока без ответов. Какая часть Y-хромосомы

Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 3: Пер. С англ. – м.: Мир, 1995. – 352с.

ДЕТЕРМИНАЦИЯ ПОЛА 237

Рис. 21.3. Суммарная схема развития гонад и их протоков у млекопитающих. Обратите внимание на то, что в недифференцированной гонаде присутствуют оба канала – мюллеров и вольфов.

необходима для детерминации семенников? Достаточно ли одного этого гена или в детерминации гонад участвуют и другие гены? Каким образом происходит переключение с детерминации яичника на детерминацию семенника?

Прежде всего следует отметить, что в детерминации пола участвует лишь небольшая часть Y-хромосомы. Принято считать, что у человека ген, ответственный за фактор детерминации семенника (Tdf), находится в коротком плече Y-хромосомы. Особи, рожденные с Y-хромосомой, представленной только коротким плечом, – мужского пола, тогда как особи, рожденные с Y-хромосомой, состоящей только из длинного плеча, – женского пола. Сочетание клинических исследовании с методами гибридизации ДНК позволило идентифицировать область короткого плеча, содержащую ген Tdf. Специфическую для Y-хромосомы ДНК можно выделять из библиотек рекомбинантной ДНК, полученной из мужских клеток, путем скрининга ДНК, приготовленной из клеток XX и XY. При этом Y-специфические последовательности свяжутся только с ДНК, выделенной из клеток XY (рис. 21.4). Путем скрининга таких Y-специфических последовательностей на ДНК индивидуумов с недостающими частями Y-хромосомы можно определить, какая часть Y-хромосомы несет данную последовательность (Page, 1985).

Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 3: Пер. С англ. – м.: Мир, 1995. – 352с.

238 ГЛАВА 21

Рис 21.4. Протокол скрининга клона Y-специфической ДНК. ДНК из мужских клеток клонировали в вирусах и выращивали на E. coli. Каждый клон культивировали раздельно; ДНК человека выделяли и метили радиоизотопом. Каждый фрагмент ДНК разделяли на отдельные нити и гибридизовали с ДНК мужских и женских клеток, разделенную путем электрофореза и перенесенную на фильтры по Саузерну. Фрагменты Y-специфической ДНК избирательно связываются с ДНК клеток XY, но не с XX

В человеческой популяции имеются и мужчины XX (примерно один из 20000 мужчин) и женщины XY. Результаты экспериментов по гибридизации ДНК (Page et al., 1985; Vergnaud et al., 1986) показали, что у мужчин XX Y-специфическая ДНК из области 1 Y-хромосомы транспонирована в одну из их хромосом. Белее того, у всех исследованных женщин XY этот участок Y-хромосомы отсутствовал (рис. 21.5). Поэтому представляется весьма вероятным, что ген фактора, детерминирующего семенники, может быть картирован в области 1 Y-хромосомы вблизи конца ее короткого плеча.