Фото: Tom Ellenberger, Washington University School of Medicine in St. Louis.
Генетики выяснили, как «лишняя» женская Х-хромосома остается
неактивной в организме здоровых женщин и самок млекопитающих,
нарушение этого механизма приводит к аутизму, болезни Ретта и ряд других
расстройств умственного развития.
Люди и все другие виды млекопитающих обладают
ХY-системой определения пола – у мужчин и самцов есть по одной «женской»
Х-хромосоме и «мужской» Y-хромосоме, а у женщин и самок – по две
Х-хромосомы, сообщает РИА Новости.
Одной из главных генетических загадок жизни является
то, как организм «узнает» о наличии лишней копии Х-хромосомы
и отключает одну из них, превращая ее в так называемое тельце
Барра – туго закрученный «сверток» ДНК, хорошо видный под микроскопом.
Наблюдая за структурой этого клубка ДНК при помощи
технологий компьютерного моделирования, ученые выяснили, что нити генома
в тельце Барра заплетены в гигантские петли, содержащие в себе
десятки миллионов «букв»-нуклеотидов. Если смотреть на этот клубок
в трехмерном виде, нити в этих петлях были расположены очень близко
друг к другу, несмотря на то, что в «двумерной» проекции их отделяли
сотни тысяч и миллионы нуклеотидов.
Эти гиперпетли, как их называют ученые, были заплетены
в сверхсложный клубок благодаря одной простой вещи – небольшим фрагментам «бессмысленного»,
как считалось ранее, генетического кода DXZ4, копии которого были
вставлены в те части Х-хромосомы, которые при ее «отключении»
становились кончиками ДНК-петель. Схожие петли и DXZ4-участки,
по словам генетиков, присутствуют не только в геноме человека,
но и мышей и обезьян.
Когда ученые удалили этот участок из ДНК
при помощи универсального геномного редактора CRISPR/Cas9, структура
клубка нарушилась и он фактически развалился, многократно увеличившись
в объеме. Это происходило по тому, что белок когезин, сплетающий ДНК
в тельце Барра, не находил меток DXZ4 на поверхности «выключенной»
Х-хромосомы.
Нарушения в его работе, как считают ученые, могут
вызывать те редкие проблемы, которые возникают у женщин, чья «лишняя»
Х-хромосома не бывает выключена полностью. В их число входит аутизм,
болезнь Ретта и ряд других расстройств умственного развития.
