Мужчины с возрастом теряют ключевую хромосому, и это может быть смертельно опасным

Эта точка зрения изменилась. Исследовать Последние несколько лет показывают, что потеря Y-хромосомы связана с серьезными проблемами со здоровьем во всем организме и может способствовать сокращению продолжительности жизни.

Насколько распространена потеря Y-хромосомы?

Достижения в области генетического обнаружения показали, что потеря Y-хромосомы широко распространена среди пожилых мужчин. Рисунок становится более выраженным с возрастом: около 40% мужчин в возрасте 60 лет демонстрируют некоторую потерю, а к 90 годам эта цифра возрастает до 57%. Воздействие окружающей среды, такое как курение и контакт с канцерогенами, может увеличить вероятность этих изменений.

Потеря происходит не в каждой ячейке. Вместо этого он создает смесь клеток с Y-хромосомой и без нее — состояние, известное как мозаицизм. Как только клетка теряет Y, он отсутствует и во всех ее будущих копиях. Лабораторные исследования показывают, что клетки без Y могут расти быстрее, чем нормальные клетки, что может дать им преимущество в тканях и даже в опухолях.

Y-хромосома особенно уязвима во время деления клеток. Он может быть случайно исключен и оставлен в небольшой мембраносвязанной структуре, которая позже выбрасывается. Из-за этого ткани, где клетки быстро делятся, с большей вероятностью накапливают потерю Y-хромосомы.

Почему важна маленькая хромосома

Y-хромосома человека представляет собой необычный. Она содержит только 51 ген, кодирующий белок (не считая нескольких копий), по сравнению с тысячами, обнаруженными в других хромосомах. Его известные функции включают определение мужского пола и поддержку производства спермы, но долгое время считалось, что помимо этого его функции ограничены.

В лабораторных условиях клетки могут потерять Y-хромосому и при этом выжить, что подтверждает идею о том, что она не важна для основных клеточных функций. Фактически, некоторые сумчатые теряют Y на ранних стадиях развития, а у млекопитающих хромосома была сокращается примерно на 150 миллионов лет. У некоторых грызунов он даже исчез и был заменен.

Учитывая эту историю, потеря Y-хромосомы в более позднем возрасте когда-то считалась незначительной.

Связи с болезнями и сокращением продолжительности жизни

Несмотря на более ранние предположения, появляется все больше доказательств того, что потеря Y-хромосомы связана с серьезными заболеваниями. Исследования связали его с сердечно-сосудистыми заболеваниями, нейродегенеративными расстройствами и раком.

Например, более высокие уровни потери Y в клетках почек связаны с болезнь почек. Крупные популяционные исследования также найденный что мужчины старше 60 лет с большим количеством Y-дефицитных клеток подвергаются большему риску сердечных приступов.

Потеря Y-хромосомы связана с худшими последствиями COVID, что может помочь объяснить почему у мужчин более высокая смертность. Он также гораздо чаще встречается у людей с болезнь Альцгеймера. Кроме того, многочисленные исследования показывают связь между потерей Y и различные виды раканаряду с более плохой выживаемостью среди пострадавших пациентов. Сами раковые клетки часто демонстрируют эту хромосомную потерю наряду с другими аномалиями.

Причина или следствие?

По-прежнему сложно определить, является ли потеря Y-хромосомы непосредственно причиной заболевания или просто происходит параллельно с ним. В некоторых случаях болезнь или восстановление тканей могут привести к усилению деления клеток, что может повысить вероятность потери хромосомы.

Генетические факторы также, по-видимому, играют роль. Исследования показывают, что около треть Изменение потери Y-хромосомы передается по наследству и включает около 150 генов, связанных с контролем клеточного цикла и риском рака.

Однако экспериментальные данные указывают на более прямой эффект. В одно исследованиеУ мышей, которые получали клетки крови с дефицитом Y, развивались более возрастные заболевания, включая снижение функции сердца и, в конечном итоге, сердечную недостаточность.

Есть также признаки того, что потеря Y-хромосомы может напрямую влиять на поведение при раке. В некоторых случаях это может способствовать росту и агрессивности опухоли, в том числе при меланома глазачто чаще встречается у мужчин.

Что делает Y-хромосома в организме

Последствия для здоровья, связанные с потерей Y-хромосомы, позволяют предположить, что она играет более широкую роль, чем считалось ранее. Но как хромосома с таким небольшим количеством генов может иметь такое широкомасштабное влияние?

Один ключевой ген, SRY, активен во многих тканях организма. Его известная роль в мозге включает участие в болезнь Паркинсона. Четыре дополнительных гена активны только в семенниках и необходимы для производства спермы.

Помимо этого, многие из оставшихся генов Y-хромосомы активны во многих тканях и помогают регулировать экспрессию генов. Некоторые действуют как супрессоры опухолей. Эти гены также имеют аналоги в Х-хромосоме, а это означает, что и мужчины, и женщины обычно имеют две копии. Когда клетки теряют Y, у них может остаться только одна копия, что может нарушить нормальную регуляцию генов.

Y-хромосома также содержит многочисленные некодирующие гены. Они производят молекулы РНК, которые не превращаются в белки, но могут влиять на функционирование других генов. Это может объяснить, почему Y-хромосома может влиять на активность во многих частях генома.

Было показано, что потеря Y изменяет экспрессию генов в кроветворных клетках и клетках, участвующих в иммунных реакциях. Это также может влиять на развитие клеток крови и работу сердца.

Заглядывая в будущее

Y-хромосома человека была полностью секвенирован только недавно. По мере того, как исследователи продолжают изучать его, они, вероятно, узнают больше о том, как его гены способствуют здоровью и болезням и почему потеря его может иметь такие значительные последствия.