Виявляється, X і Y-хромосоми можуть робити набагато більше, ніж просто визначати біологічну стать. Новий огляд наукових даних показує, що гени цих хромосом можуть впливати на старіння мозку, роботу імунної системи, серцево-судинні хвороби та навіть перебіг раку.
Досі відмінності між чоловічим і жіночим організмом часто пояснювали передусім гормонами — естрогеном і тестостероном. Але вчені дедалі частіше знаходять інше пояснення: самі статеві хромосоми можуть безпосередньо змінювати роботу клітин.
Огляд опублікований у журналі Science. Його співавторами стали Дена Дубал з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско та Ден Теодореску, директор онкологічного центру Університету Аризони. Важливо, що це не новий експеримент, а аналіз уже проведених досліджень. Причому значна частина описаних механізмів була продемонстрована саме на мишах.
X-хромосома може впливати на мозок
У людини X-хромосома містить близько 1500 генів — приблизно 5% усієї ДНК. У більшості жінок є дві X-хромосоми, тоді як у чоловіків — одна.
Жіночі клітини на ранньому етапі розвитку зазвичай «вимикають» одну з двох X-хромосом. Але, як з’ясували вчені, вона не стає повністю неактивною: приблизно 15–30% її генів продовжують працювати. З віком деякі з них можуть знову активуватися.
Особливу увагу дослідники приділяють гену KDM6A. У мозку жінок його активність вища, ніж у чоловіків. У людей певний генетичний варіант, пов’язаний із підвищеною активністю KDM6A, асоціюється зі збереженням когнітивних функцій навіть за наявності хвороби Альцгеймера. Ще цікавіше те, що в експериментах на мишах підвищення активності цього гена допомагало відновлювати порушену пам’ять.
Чоловіки з віком можуть втрачати Y-хромосому
З Y-хромосомою ситуація зовсім інша. Вона значно менша за X і містить набагато менше генів. У міру старіння частина клітин крові чоловіків може втрачати Y-хромосому. Це явище стає особливо поширеним після 60 років.
Найсильнішим відомим зовнішнім фактором ризику такого явища вважається куріння: що більше людина курить, то вищою є ймовірність втрати Y-хромосоми в частині клітин. Втрата Y-хромосоми частіше зустрічається у чоловіків із серцево-судинними захворюваннями, деякими видами раку, тяжкими інфекціями та хворобою Альцгеймера.
Але тут є важливий нюанс: вчені поки не знають, чи є втрата Y причиною цих проблем, наслідком старіння або просто його маркером.
Хромосоми можуть впливати навіть на лікування раку
Окремий напрямок досліджень стосується онкології. У чоловіків деякі поширені види раку виникають частіше, а смертність від них також може бути вищою. Дослідження показали, що пухлини, клітини яких втратили Y-хромосому, можуть по-іншому взаємодіяти з імунною системою.
У роботах команди Теодореску такі пухлини сильніше виснажували імунні клітини, які повинні атакувати рак. Водночас пухлини без Y-хромосоми краще реагували на певні препарати імунотерапії. Це відкриває цікаву перспективу: статус Y-хромосоми потенційно може стати біомаркером для вибору лікування, хоча до повноцінного використання такого підходу в медицині ще далеко.
Сильніший імунітет — не завжди перевага
X-хромосома містить багато генів, пов’язаних з імунною системою. Саме тому жінки в середньому можуть формувати сильніші імунні відповіді на інфекції та вакцинацію. Але є й зворотний бік: надмірно активна імунна система підвищує ризик аутоімунних захворювань, зокрема вовчака та ревматоїдного артриту.
Таким чином, одна й та сама біологічна особливість може одночасно допомагати боротися з інфекціями та підвищувати ризик інших хвороб.
Ми лише починаємо розуміти роль X і Y
Найцікавіший висновок огляду полягає в тому, що статеві хромосоми можуть бути своєрідною недооціненою частиною механізмів старіння. Але це ще не означає, що вчені знайшли «ген довголіття» або універсальне пояснення того, чому чоловіки та жінки старіють по-різному.
Більшість досліджень втрати Y-хромосоми є спостережними, а значна частина механістичних експериментів проведена на тваринах. Крім того, аналіз крові не обов’язково показує, що відбувається з хромосомами в мозку чи серці.
Тому поки що генетичний тест на X і Y не стане новим стандартом прогнозування старіння чи лікування хвороб. Ученим потрібні масштабніші дослідження, які покажуть, як зміни статевих хромосом відбуваються в різних органах протягом життя. Саме це може стати наступним великим кроком: з’ясувати, чи справді одна й та сама хромосомна різниця допомагає пояснити, чому чоловічий і жіночий організми по-різному старіють і хворіють.