Ферменты настоящих мужчин работают за двоих

Эволюция половых хромосом привела к тому, что у многих видов, в том числе у человека, женские особи имеют две Х-хромосомы, а мужские – только одну. Мужская Y-хромосома по сравнению с Х-хромосомой содержит очень немного генов (причем, специфических для мужского организма). Но большое число «общечеловеческих» генов несет на себе Х-хромосома. Получается, что у мужчин (и у самцов других видов) эти гены находятся в одном экземпляре. Чтобы такая нехватка не сказывалась фатально на их функциях, она должна как-то компенсироваться.

Механизмы компенсации выяснила Эрика Ларсхан (Erica Larschan) и ее коллеги из медицинского факультета Гарварда (Harvard Medical School ) в Бостоне, Университета Брауна (Brown University) в Провиденсе и Бостонского университета (Boston University). Моделью послужили самцы дрозофилы. В том, что касается половых хромосом, плодовая мушка дрозофила похожа на человека: у самок две Х-хромосомы, у самца – одна Х- и одна Y-хромосома. Ученые выяснили, что в клетках самцов работает особый комплекс белков (MSL), который усиливает транскрипцию генов единственной Х-хромосомы. В итоге с одного набора генов синтезируется такое же количество белков, что и с двух наборов генов в клетках самок.

Использовав последние наработки в секвенировании ДНК, исследователи выяснили, что компенсация происходит через фермент РНК-полимеразу II. Она играет ключевую роль в транскрипции генов, обеспечивая синтез молекулы РНК на матрице ДНК. Оказалось, что в Х-хромосоме самцов фермент работает дольше по времени, чем в неполовых хромосомах. За счет сверхнормативной работы фермент усиливает синтез РНК и соответствующих белков с Х-хромосомных генов.

Результаты исследования опубликованы в Nature.