НОВИЙ ФАКТ ЧОЛОВІЧОЇ БІОЛОГІЇ МОЖЕ БУТИ ВІДПОВІДАЛЬНИМ ЗА КОРОТКИЙ ТЕРМІН ЖИТТЯ ЧОЛОВІКІВ

 Зустріньте "токсичний ефект Y".

ЧОМУ ЧОЛОВІКИ зазвичай мають коротше життя, ніж жінки?

Це питання, яке досліджувала біолог-еволюціоніст Доріс Бахтрог у своїй лабораторії в Університеті Каліфорнії, Берклі. І нарешті, вона зустріла відповідь: Нове дослідження на мухах з лабораторії Брахтрога припускає, що повторювана ДНК, виявлена ​​в Y-хромосомі, може бути відповідальною за коротший термін життя самців

ДАВАЙТЕ ПІДКРІПИМОСЯ - всередині клітин людини знаходяться нитки ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота). Гени - це специфічна частина ДНК; вони дають вказівки клітинам виробляти певні білки. Решта ДНК називається гетерохроматином. Гетерохроматин - дуже щільна ДНК і має різноманітні функції. Деякі гетерохроматини допомагають регулювати гени, тоді як інші гетерохроматини захищають цілісність хромосом. Бахтрог та його колеги цікавляться, чому хромосоми, в свою чергу, можуть стати токсичними.

Встановлено, що у кожного виду тварин, де існує різниця в тривалості життя між статями, стать з еквівалентом Y-хромосоми має менший термін життя. Одна з теорій, чому це пов’язано з повторюваними послідовностями ДНК. Обидві статі мають повторювані послідовності ДНК, але Y-хромосома має значно більше, ніж X-хромосома.

«XX жінки мають деякі гетерохроматина, але набагато менше, ніж XY чоловіків, так як кількість повторів на хромосомах Y набагато набагато більше , ніж на X," Bachtrog говорить Inverse .

Ця теорія називається « токсичним ефектом Y ».

ЩО НОВОГО - У дослідженні Бахтрог та його колеги хотіли перевірити наявність асоціації між статями з гетероморфними (різними один від одного, тобто XY на відміну від XX) статевими хромосомами, специфічним для статі гетерохроматином та повторюваними послідовностями ДНК.

Зокрема, команда хотіла вивчити транспонсовані елементи (ТЕ). Це повторювані послідовності ДНК, які обмежуються або «замовчуються» цією щільною упаковкою, але - якщо цю напружену упаковку видалити - потенціал може переміщатися з одного геномного місця в інше.

Корисними видами для цього напряму досліджень є плодові мухи, які, на думку авторів дослідження, мають “добре встановлені” Y-хромосоми та завідомо короткий термін життя. Крім того, чоловічі плодові мухи мають приблизно вдвічі більше повторюваних ДНК, ніж самки.

Дослідники виявили, що коли самки плодових мушок молоді, повторна ДНК упаковується настільки щільно, що повторні ділянки ДНК фактично вимикаються.

Однак, коли муха старіла, ці повторювані секції ставали менш щільними. Це, в свою чергу, може призвести до транскрибування повторних ділянок ДНК - саме тоді клітини дотримуються вказівок для створення білків. І як тільки вони вийдуть з цих щільно заповнених обмежень, існує ймовірність того, що вони можуть переїжджати в інші геномні місця.

Бахтрог пояснює, що транспонтовані елементи "вирізаються з певних областей геному [викликаючи пошкодження ДНК] і вставлятимуться в нову область [і можуть призвести до неактивності генів, якщо вони вставляться в ген]".

ЧОМУ ЦЕ ВАЖЛИВО - Беручи до уваги, що попередні дослідження показують, що коли ця повторна ДНК активується, плодові мухи відчувають такі труднощі, як втрата пам’яті та пошкодження ДНК, результати дослідження роблять підставою для подальших досліджень повторної ДНК та гетерохроматину.

"ЯК І У МУХ, ЧОЛОВІЧІ ЧОЛОВІКИ, ЯК ПРАВИЛО, ЖИВУТЬ КОРОТШЕ САМОК".

Хоча плодові мухи явно не є ідеальним аналогом для людини - з одного боку, Y-хромосома плодової мухи повторюється набагато частіше, ніж людська - у цьому випадку є корисні подібності.

"Люди містять великі ділянки повторюваної ДНК, і зміни гетерохроматину були визначені як рушії старіння людини", - говорить Бахтрог. "Як і у мух, чоловічі самці, як правило, живуть коротше самок, що припускає, що відмінності в вмісті гетерохроматину можуть сприяти старінню специфічного старіння і у наших видів".

Далі Бахтрог говорить, що вона планує використовувати модель плодової мухи, розроблену в цьому дослідженні, для дослідження "молекулярних основ втрат гетерохроматину та відмінностей між статтю".

Багато інших речей - включаючи дієту , фізичні вправи і навіть міцність наших соціальних зв’язків - також сприяє тому, як довго ми живемо. Але розуміння того, як наша ДНК також сприяє довголіття, все ще важливо. Це допомагає пояснити загадковий елемент життя на фундаментальному рівні. Це також вказує на те, як можна якось маніпулювати цими передбачуваними побічними ефектами життя, особливо за допомогою таких технологій, як CRISPR, що потенційно вже на горизонті.

Анотація: Статеві відмінності в тривалості життя поширені на дереві життя і під впливом гетероморфних статевих хромосом. У видів з XY статевими хромосомами самки часто переживають чоловіків. Чоловіки та жінки можуть відрізнятися своїм загальним вмістом повторень через повторювану Y-хромосому, і повтори на Y можуть знизити виживання гетерогаметичної статі (токсичний ефект Y). Тут ми використовуємо добре зібрану молоду Y-хромосому Drosophila miranda для вивчення специфіки статі динаміки структури хроматину та повторення експресії під час старіння у чоловічих і жіночих мух. Самці D. miranda мають приблизно вдвічі більше повторюваної ДНК у порівнянні з самками, і живуть коротше самок. Гетерохроматин має вирішальне значення для мовчання повторюваних елементів, але старихМухи D. miranda втрачають модифікації H3K9me3 у своїй перицентромері, при цьому втрата гетерохроматину під час старіння у чоловіків є більш серйозною, ніж у жінок. Супутникова ДНК швидше депресується у старих та молодих чоловічих мух порівняно з самками. На відміну від того, що спостерігається у D. melanogaster, ми виявляємо, що транспонуючі елементи (ТЕ) експресуються на більш високих рівнях у самця D. mirandaпротягом усього життя. Ми показуємо, що епігенетичне мовчання через утворення гетерохроматину є неефективним на багату на ТЕ нео-Y хромосому, мабуть, через активну транскрипцію великої кількості зв'язаних нео-Y генів, що призводить до підвищення регуляції Y-пов'язаних ТЕ вже у молодих чоловіків . Це узгоджується із взаємодією між еволюційним віком Y-хромосоми та геномними ефектами старіння. Наші дані підтверджують все більше доказів того, що «токсичні Y-хромосоми» можуть зменшити фізичну форму чоловіків, а зниження гетерохроматину може сприяти старінню, специфічному для статі.

Джерело