Хромосома Y долго считалась застойной частью генома, где гены медленно распадаются в мужчинах всех разновидностей. Но первое всестороннее сравнение хромосомы Y в двух разновидностях – в частности, люди и шимпанзе – показывает, что фактически, это – место скопления радионуклидов развития. «Это действительно захватывающе; это полностью хорошо задокументировано; это действительно существенно», говорит специалист в области популяционной генетики Эндрю Кларк из Корнелльского университета.Как известно, люди и шимпанзе разделяют 98% своей ДНК. Но больше чем 30% ДНК отличаются между шимпанзе и людьми в регионе хромосомы Y, определяющей пол.
Это предполагает, что хромосома Y подверглась «экстраординарной» модернизации в обеих разновидностях за эти 6 миллионов лет или поэтому так как они разделяются от общего предка, говорит генетик Дэвид Пэйдж, директор Института Белых угрей Массачусетского технологического института в Кембридже.В течение почти века исследователи думали, что хромосома Y, с гораздо меньшим количеством генов, чем эти X, распадалась. Обе сексуальных хромосомы, развитые от обычной пары хромосом больше чем 200 миллионов лет назад (Наука, 29 октября 1999, p. 964). Но с тех пор, Y постоянно терял гены, а также его способность повторно объединить и обменять гены с X хромосомами.
Это предположило, что Y долго был изолированной хромосомой с немногом, что осталось проиграть – всего несколько сотен генов, самое большее, чья работа состоит в том, чтобы произвести сперму и определить пол потомков. В результате исследователи предсказали, что хромосома Y должна быть почти идентичной в людях и шимпанзе, как остальная часть генома.Страница и его сотрудники намереваются проверять эту идею путем упорядочивания определенного для мужчины региона Y (MSY) и у шимпанзе и у людей. Стандартные методы упорядочивания ружья могут только использоваться для довольно коротких берегов ДНК.
Длительное, но полное, последовательное из всего шимпанзе MSY, привело к неожиданной сложности.Когда члены команды сравнили последовательности MSY, они получили удивление. Они нашли, что шимпанзе Y хромосома потерял много генов, присутствующих в людях, который предполагает, что человек И напоминает человека И общего предка больше, чем делает Y шимпанзе.
Шимпанзе только имеют две трети генов, существующих в человеческом MSY. Но шимпанзе, MSY получил вдвое больше палиндромов – большие блоки ДНК, в которой последовательность нуклеотидов является зеркальным отображением последовательности на ее комплементарной нити. Добавление новых палиндромов в шимпанзе и людях привело к главным структурным различиям в Y обеих разновидностей, бригада, о которой сообщают онлайн по своей природе сегодня. «Регионы палиндрома Y почти походят на дом, восстанавливающийся», говорит Пэйдж – тот, в котором подобные, единицы из сборных элементов прибавляются по-разному в геномах двух разновидностей.
Исследователи предлагают, чтобы быстродействующее развитие и оптовая модернизация хромосомы Y в обеих разновидностях были вызваны несколькими механизмами, включая конкурентное преимущество, полученное путем развития новых генов для производства спермы. У шимпанзе в частности естественный отбор одобряет производство большого количества спермы, потому что много помощников мужчин с плодородными женщинами, таким образом, у мужчин, производящих больше (или лучше) сперма, есть больше потомков.
Исследователи также предполагают, что, потому что Y не может обменять гены с X хромосомами больше, это использует другие необычные способы повторно формировать ее ДНК, такую как переобъединение с собой для прибавления по новым сегментам идентичной ДНК – или палиндромы – в ее геном.«Как раз в то самое время, когда мы думали, что получали смысл, что у нас была довольно хорошая картина того, на что походит наш геном и как он развился, мы брошены этот финт», говорит генетик Хантингтон Виллард из Университета Дюка в Дареме, Северная Каролина. «Существуют драгоценные камни, все еще похороненные в геномах, которые мы еще не полностью раскрыли».