Мальчик превращается в девочку из-за нарушения в работе одного эмбрионального гена⁠⁠

Эмбриональные стволовые клетки потенциально способны превратиться в любые типы клеток. Фактически же их судьба зависит от влияния регуляторных факторов, которые активируются в соответствии с определенными программами развития. Эмбриональные клетки – родоначальники будущих половых органов – могут стать предшественниками как клеток женского яичника, так и мужских яичек. А вот по какому пути пойдет их развитие, будет определять уровень активности гена SRY. И горе будущему мужчине, у которого активность этого гена будет слишком низкой, – он превратится в женщину с мужским набором хромосом!

Как известно, наш пол определяет наличие определенного набора половых хромосом: женского (XX) или мужского (XY). Сначала гены, определяющие развитие у эмбриона мужских или женских половых органов, экспрессируются примерно на одинаково низком уровне. Момент истины наступает тогда, когда на мужской Y-хромосоме активируется ген SRY. Белок, который кодирует этот ген, активирует ген SOX9, уже непосредственно отвечающий за превращение клеток-предшественников в клетки мужских половых желез. Таким образом, эта цепочка в целом и определяет формирование мужского организма.

Такая роль гена SRY была показана еще в начале 1990 гг. в работах на лабораторных мышах. При внесении гена SRY в оплодотворенную яйцеклетку с женским набором хромосом развивалось животное с типичным обликом «самца», а при «выключении» этого гена в мужском эмбрионе на свет появлялась самка, хотя и не «генетическая».

Когда читаешь о гендерных превращениях, которые происходят не по воле человека, поневоле начинаешь задумываться и о том, насколько далеко они могут зайти. В том числе, способна ли женщина с мужским набором хромосом родить ребенка? Если в результате какого-то нарушения в организме с мужским набором хромосом не развились соответствующие половые железы, вырабатывающие мужские гормоны, наружные половые органы будут развиваться по женскому «сценарию». А вот внутренних (матки) может и не быть, или она, как и сами яичники, будет недоразвитой. Но в 2015 г. женщина с мужским набором хромосом из индийского г. Мирута родила двух здоровых близнецов! Правда, это событие стало не заслугой природы, а ярким свидетельством могущества современных медицинских технологий: благодаря заместительной гормональной терапии и другим процедурам будущей матери удалось в течение 3 лет в прямом слове вырастить матку, в которую и были имплантированы оплодотворенные донорские яйцеклетки

Факторы, активирующие или тормозящие работу SOX9, в принципе известны, но вот какие из них играют при этом определяющую роль? Активность тысяч генов в геноме контролируется множеством энхансеров («усилителей») – коротких последовательностей ДНК, которые служат «местами посадки» белков, включающих или выключающих гены. Энхансер может быть расположен довольно далеко от промотора («включателя») регулируемого им гена, хотя в итоге контактирует с ним: для этого участок хромосомы изгибается, формируя петлю.

Ученые из Великобритании, США и Франции исследовали район ДНК мышиных эмбрионов, на котором предположительно расположены энхансеры для SOX9. В итоге они обнаружили активаторный участок, названный Enh13. Когда исследователи с помощью метода редактирования генома изъяли из ДНК фрагмент, содержащий Enh13, то активность SOX9 упала настолько, что все эмбрионы независимо от полового набора хромосом стали развиваться как самки.

Сам ген SOX9 высококонсервативен. Другими словами, у разных млекопитающих он очень похож, поэтому высока вероятность, что и у человека его активность регулируется также, как и у мыши. В пользу этого предположения говорит и тот факт, что Enh13 расположен в той области ДНК, утрата которой в результате хромосомных нарушений связана у человека с нарушениями формирования пола.

Подобные нарушения встречаются у людей примерно в одном случае на несколько тысяч, при этом при наличии Y-хромосомы могут отсутствовать мужские половые органы. Обычно врачам удается выяснить причину подобных аномалий в менее чем половине таких случаев. Поэтому сейчас ученые начали исследовать геном таких пациентов, чтобы выяснить, не обусловлена ли часть необъяснимых аномалий нарушением активации одного-единственного гена SOX9, благодаря чему на свет появляются урожденные транссексуалы.

Фото: https://www.flickr.com