انحطاط کروموزوم Y: موش خاردار آمامی می تواند نمایی از آینده ژنتیکی ما باشد


آمامی موش خاردار

آمامی موش خاردار

آساتو کورویوا

برای هر پستانداری، از دست دادن کروموزوم Y باید به معنای از بین رفتن نرها و ناپدید شدن گونه باشد. بنابراین چگونه آمامی موش خاردار بدون کروموزوم Y کنار می‌آید، زیست‌شناسان را برای دهه‌ها متحیر کرده است. اکنون، آساتو کورویوا در دانشگاه هوکایدو در ژاپن و همکارانش نشان دادند که یکی از کروموزوم‌های طبیعی موش در واقع به یک کروموزوم جنسی نر جدید تبدیل شده است.

کورویوا می‌گوید کروموزوم‌های Y بسیاری از پستانداران، از جمله ما، طی ده‌ها میلیون سال کوچک شده‌اند و ممکن است در نهایت ناپدید شوند. او می گوید که موش خاردار نشان می دهد که چگونه ممکن است این اتفاق بیفتد.

در قلمرو حیوانات سیستم‌های مختلف تعیین جنسیت وجود دارد، اما تقریباً در همه پستانداران، جنسیت به کروموزوم‌های X و Y بستگی دارد. اگر جنین دو کروموزوم X را به ارث ببرد، به یک ماده تبدیل می‌شود. اگر X و Y به ارث ببرد، مذکر می شود.

این به این دلیل است که کروموزوم Y حاوی ژنی به نام است SRY که ژن های “مرد” را روی کروموزوم های دیگر فعال می کند – مهمترین آنها SOX9 ژنی که باعث رشد بیضه می شود.

موش خاردار آمامی (Tokudaia osimensis) که در جزیره ژاپنی آمامی اوشیما یافت می شود، یکی از معدود پستاندارانی است که فاقد کروموزوم Y است. علاوه بر این، هر دو ماده و نر فقط یک کروموزوم X دارند.

همانطور که وجود پستانداران ماده نشان می دهد، Y کوچک شده حاوی هیچ ژن مهمی نیست، بنابراین سلول ها و افراد می توانند از دست دادن آن جان سالم به در ببرند. در واقع، مطالعات اخیر نشان می دهد که سلول ها اغلب با افزایش سن مردان از بین می روند. اما از دست دادن Y کل جمعیت باید منجر به انقراض شود، زیرا دیگر نر وجود نخواهد داشت.

برای اینکه بفهمند هنوز موش‌های خاردار نر هنوز وجود دارند، کورویوا و تیمش ابتدا توالی ژنوم چندین نر و ماده را تعیین کردند، اما هیچ گونه‌ای منحصر به فرد برای نرها پیدا نکردند. آنها سپس با دقت بیشتری دریافتند که در موش های صحرایی نر، یکی از دو نسخه کروموزوم 3 دارای یک ناحیه تکراری است، درست در کنار SOX9.

تیم آزمایش‌های متعددی از جمله افزودن ناحیه تکراری به موش‌ها انجام داد تا نشان دهد که این تکرار باعث تحریک فعالیت موش‌ها می‌شود. SOX9 و بنابراین به طور موثر جایگزین می شود SRY. این بدان معنی است که کروموزوم 3 با تکرار تبدیل به “proto-Y” شده است، در حالی که نسخه بدون تکرار یک “proto-X” است.

برای اثبات این موضوع بدون شک، تیم باید تکرار را در موش های خاردار حذف کند تا نشان دهد که هیچ نر رشد نمی کند. رابین لاول-بج در موسسه فرانسیس کریک در لندن، یکی از محققانی که این را کشف کرد SRY خجالت زده چنین آزمایشاتی را نمی توان انجام داد زیرا موش خاردار یک گونه در خطر انقراض است. او می‌گوید: «با این حال، شواهدی که آنها در اختیار دارند بسیار قانع‌کننده است.

تکرار این نوع، که به عنوان تغییرات تعداد کپی شناخته می شود، به سختی قابل تشخیص است، که توضیح می دهد که چرا تلاش های قبلی برای کشف اینکه چگونه موش های خاردار نر نر شده اند، شکست خورده است.

این تکرار باید 2 میلیون سال پیش اتفاق افتاده باشد، زیرا در آن زمان موش های خاردار از گونه های مرتبطی که هنوز کروموزوم Y دارند جدا شدند. هنگامی که تکرار وجود داشته باشد، از بین رفتن کروموزوم Y دیگر منجر به از دست دادن همه نرها نمی شود. کورویوا فکر می‌کند که برای مدتی، احتمالاً جمعیت مختلطی از مردان با و بدون Y در جزیره حضور داشتند.

سپس اکثر افراد جان خود را از دست دادند، احتمالاً به دلیل بالا آمدن دریاها، و تنها نرها بدون Y باقی ماندند. کورویوا می‌گوید: «در مقطعی در گذشته سطح دریا بالا رفت و مساحت خشکی بسیار کوچک‌تر بود.

می‌گوید: “فکر می‌کنم کار درخشانی است. شواهد بسیار قانع‌کننده هستند.” جنی گریوز در دانشگاه لاتروب در ملبورن، استرالیا، که در سال 2002 به طور بحث انگیز ادعا کرد که کروموزوم Y انسان در نهایت در حدود 10 میلیون سال از بین خواهد رفت. او می‌گوید: «هیچ دلیلی وجود ندارد که فکر کنیم کروموزوم Y ما قوی‌تر از موش‌های خاردار است.

کورویوا می گوید: «من کاملاً با جنی موافقم. من همچنین معتقدم که کروموزوم Y ناپدید خواهد شد.

اما Lovell-Badge به تعدادی از مطالعات اشاره می کند که نشان می دهد کروموزوم Y خوب است و در خطر از بین رفتن توسط ما یا سایر پستانداران نیست. او می‌گوید: «من فکر می‌کنم این مقاله کاملاً روشن می‌کند که از دست دادن کروموزوم Y در تکامل پستانداران یک رویداد بسیار نادر است.

از آنجایی که هر دو جنس موش خاردار آمامی اکنون فقط یک کروموزوم X دارند، این کروموزوم نیز ممکن است به مرور زمان از بین برود. کورویوا می‌گوید: «از آنجایی که ناپایدار است و جهش‌ها انباشته می‌شوند، فکر می‌کنم X در نهایت از بین خواهد رفت.

با این حال، اگر نوادگان آمامی موش‌های خاردار به اندازه کافی زنده بمانند، کروموزوم‌های پروتو-X و پروتو-Y آن احتمالاً در همان جهت X و Y تکامل می‌یابند و پروتو-Y کوچک می‌شود و خود را از پروتو-X متمایز می‌کند. .

مرجع مجله: PNAS، DOI: 10.1073/pnas.2211574119

درباره این موضوعات بیشتر بدانید:


منبع: https://www.newscientist.com/article/2348800-a-rat-without-a-y-chromosome-could-be-a-glimpse-of-our-genetic-future/?utm_campaign=RSS%7CNSNS&utm_source=NSNS&utm_medium=RSS&utm_content=home

توسط احمد گل کار

احمد گل کار