Ученые провели исследование почти миллиона геномов и поняли, что именно наличие Y-хромосомы обеспечивает до 22,6% разницы в росте между мужчинами и женщинами.
Рост – это наиболее заметное проявление полового диморфизма у человека. В среднем мужчины на 13 сантиметров выше женщин. Частично такая разница объясняется воздействием половых гормонов, и до недавнего момента генетические причины, лежащие в основе этих различий, оставались неясными.
Для выяснения вклада различных генов в рост человека ученые изучили генетические данные 928 605 взрослых участников исследования, из которых у 1225 присутствовали анеуплоидии половых хромосом: синдром Джейкобс (47,XYY), синдром Клайнфельтера (47,XXY), синдром Шерешевского-Тернера (45,X0), трисомия по X-хромосоме (47,XXX).
Выяснилось, что наличие дополнительной половой хромосомы приводит к увеличению роста. При этом Y-хромосома вносит намного больший вклад, чем X-хромосома, вне зависимости от влияния мужских гормонов.
Половые хромосомы X и Y очень сильно отличаются друг от друга, но имеют два общих участка, называемые псевдоаутосомными областями (PAR). В одной из этих областей (PAR1) расположен ген SHOX, который играет ключевую роль в определении роста. У женщин большая часть одной из Х-хромосом в норме инактивирована, чтобы компенсировать дозу большинства находящихся в ней генов. При этом гены, расположенные в PAR1, остаются активными. Исследования показали, что эти гены (в том числе SHOX) имеют более низкие уровни экспрессии с неактивной X-хромосомы, что может быть связано с ингибирующим влиянием гетерохроматина, расположенного вокруг PAR1. В Y-хромосоме частичного ингибирования гена SHOX не наблюдается. В связи с этим у мужчин (46,XY) может наблюдаться более высокий уровень белка SHOX в сравнении с женщинами, поскольку он одинаково хорошо экспрессируется как с X, так и с Y-хромосомы. Разница в экспрессии гена особенно заметна в тканях опорно-двигательного аппарата, что обеспечивает половой диморфизм.
Предположение о том, что вклад Y-хромосомы в рост значительно больше, чем вклад X-хромосомы, хорошо подтверждается сравнением средней разницы в росте у людей с различными анеуплоидиями половых хромосом. Так, мужчины с кариотипом 47,XXY выше мужчин с нормальным кариотипом, но уступают в росте обладателям кариотипа 47,XYY. Рост женщин также увеличивается в ряду кариотипов 45,X0-46,XX-47,XXX.
Рост является не единственным отличием между мужчинами и женщинами. Многие заболевания, особенно сердечно-сосудистые, аутоиммунные и нейропсихиатрические, чаще поражают людей какого-то одного пола, поэтому понимание генетических основ полового диморфизма имеет решающее значение для разработки эффективных мер профилактики и лечения.