Исследователи из Института Каролинска в Швеции обнаружили механизм хромосомной экспрессии, который поддерживает баланс генов половых хромосом в наших клетках. Полученные результаты проливают свет на молекулярные причины ранних выкидышей и могут иметь важное значение для новой области регенеративной медицины.
Гены в наших клетках упакованы в 23 большие единицы ДНК, называемые хромосомами. Сексуальные хромосомы, X и Y, отличаются от всех других хромосом тем, что они присутствуют только как одна активная копия на клетку, а не как две. В результате возникает дисбаланс между количеством копий генов, расположенных на половых хромосомах и остальной частью нашего генома. Теперь исследователи выяснили, как клеткам удается удвоить экспрессию генов X-хромосомы для достижения равновесия.
Изучив детально динамику экспрессии генов в эмбриональных и соматических клетках мужского и женского пола, исследователи обнаружили, что гены Х-хромосомы производят волны генных продуктов быстрее, чем другие хромосомы.
Хромосома X генерирует "всплески" экспрессии генов с большей скоростью, чем другие хромосомы, указывая на участие специальных элементов ДНК, называемых усилителями, в поддержании повышенной экспрессии Х-хромосомы
В женских клетках, несущих две Х-хромосомы, увеличенный темп, установленный на одной копии Х-хромосомы во время того же самого окна развития, в котором вторая Х-хромосома стала инактивированной.
Инактивация Х" - это ранее охарактеризованный механизм, который хранит одну хромосому Х у женщин в молчании, что приводит к появлению заплаток в клетках, экспрессирующих либо материнскую, либо отцовскую копию. Мужские клетки, несущие только одну Х-хромосому, вместо этого поддерживали постоянный быстрый ритм экспрессии на всех стадиях развития и типах клеток.
"Неспособность установить компенсацию дозы Х-хромосом во время раннего женского эмбриогенеза является смертельной и приводит к раннему самопроизвольному аборту. С новыми знаниями мы лучше понимаем, как дестабилизируется сеть экспрессии генов клеток."
По мнению исследователей, полученные результаты являются прорывом в понимании генов секс-хромосомной регуляции. Понимание этих механизмов в масштабах всей хромосомы также может быть важным в области регенеративной медицины, поскольку репрограммирование клеток может нарушить дозировочный баланс Х-хромосомы в гендерном аспекте.