Ученые выяснили, почему развиваются такие генетические заболевания, как гемофилия и миопатия Дюшенна
Оказывается, X-хромосома притягивает «прыгающие гены», вызывающие мутации
Американские ученые выяснили, что X-хромосома притягивает мобильные генетические элементы или «прыгающие гены». Эти «прыгающие гены» могут перемещаться по геному и встраиваться внутрь гена или рядом с ним, нарушая его работу. В результате нарушения развиваются такие генетические заболевания, как гемофилия и мышечная дистрофия Дюшенна. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Science.
В геноме человека разбросаны мобильные генетические элементы, называемые ретротранспозонами L1. Их часто называют «прыгающими генами», потому что они могут встраиваться в новые участки генома. Одним из наиболее активных таких элементов является LINE-1 или L1. Когда L1 встраивается в ген или размещается рядом с ним, он нарушает нормальную функцию гена. Из-за этого развивается заболевание.
При этом человеческая Х-хромосома содержит необычно большое количество «прыгающих генов» по сравнению с другими хромосомами. Ученые 30 лет не могли понять причину этого, но, кажется, они нашли ответ.
Сначала исследователи полагали, что Х-хромосома исключительно богата ретротранспозонами L1, потому что эти генетические элементы способствуют инактивации Х-хромосомы. Однако результаты исследования показали, что все наоборот. Инактивация X-хромосомы привлекает вставки ретротранспозонов L1.
У женщин две X-хромосомы (XX), а у мужчин — одна X-хромосома и одна Y-хромосома (XY). Чтобы гарантировать, что гены, закодированные на Х-хромосоме, экспрессируются на одинаковом уровне у обоих полов, одна из двух Х-хромосом у женщин в значительной степени отключается в процессе инактивации Х-хромосомы. Эта инактивация происходит на ранних стадиях эмбрионального развития и обычно сохраняется на протяжении всей жизни. Новое исследование показало, что эта неактивная Х-хромосома особенно привлекательна для ретротранспозонов L1.
«Это открытие важно, потому что мутации L1 могут разрушать гены. Это значит, что инактивация Х-хромосомы у женщин значительно увеличивает вероятность развития таких генетических заболеваний, связанных с Х-хромосомой, как гемофилия А, гемофилия В и мышечная дистрофия Дюшенна, у их сыновей», — заявил автор исследования, профессор Джеффри Фолкнер.
Мутация проявляется именно у мужчин, так как у них всего одна X-хромосома. Если она сломана, то развивается заболевание. У женщин две X-хромосомы, поэтому если одна из них содержит нарушение в гене, то здоровая хромосома защищает от болезни. Болезнь проявляется, если обе X-хромосомы содержат мутации в одном и том же гене. Поэтому женщины чаще бывают носителями мутаций.
Врачом-генетик Наталья Двойнова рассказала, что, если у матери есть мутация в генах, то с вероятностью 50% у сына может развиться генетическое заболевание. Это произойдет, если сын унаследует от матери X-хромосому с мутацией. Например, гемофилия — «царская болезнь», была у цесаревича Алексея. Из-за этой болезни у людей плохо сворачивается кровь, и даже небольшие травмы и порезы могут привести к образованию синяков или продолжительному кровотечению.
Krot_Studio / Shutterstock / Fotodom
