Мужчины теряют Y хромосому с возрастом: учёные предупреждают об опасности

Учёные установили, что с возрастом многие мужчины теряют Y‑хромосому в части клеток, и это явление связано с повышенными рисками заболеваний и сокращением продолжительности жизни. Новые исследования показывают, что потеря хромосомы гораздо опаснее, чем считалось ранее.

Исследования последних нескольких лет показывают, что потеря Y-хромосомы вызывает серьезные проблемами со здоровьем во всем организме и может способствовать сокращению продолжительности жизни.

Насколько часто встречается потеря Y-хромосомы?

Потеря Y-хромосомы, показали последние исследования, широко распространена среди мужчин старшего возраста. Эта беда охватывает примерно у 40% мужчин в возрасте 60 лет, а к 90 годам этот показатель возрастает до 57%. Воздействие факторов окружающей среды, таких как курение и контакт с канцерогенами, может увеличить вероятность этого изменения.

Потеря Y-хромосомы происходит не во всех клетках. Со временем получается микс из нормальных и деградировавших клеток. Это получило наименование мозаицизм. Как только клетка теряет Y-хромосому, все её будущие копии также её лишаются. Лабораторные исследования показывают, что клетки без Y-хромосомы 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. Она может быть случайно удалена и остаться в небольшой мембранной структуре, которая впоследствии отбрасывается. Из-за этого в тканях, где клетки быстро делятся, чаще происходит потеря Y-хромосомы.

Почему важна малая хромосома

Человеческая Y-хромосома необычна. Она содержит всего 51 ген, кодирующий белки (не считая множественных копий), в отличие от тысяч генов, обнаруженных на других хромосомах. К её известным функциям относятся определение мужского пола и поддержание производства сперматозоидов. Долгое время считалось, что её функции ограничиваются этим.

В лабораторных условиях клетки могут терять Y-хромосому и при этом выживать, что подтвердило идею о том, что она не является необходимой для основных клеточных функций. В самом деле, некоторые сумчатые теряют Y-хромосому на ранних стадиях развития, а у млекопитающих эта хромосома уменьшается в размерах уже около 150 миллионов лет. У некоторых грызунов она даже исчезла и была заменена новой.

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

Связь между заболеваниями и сокращением продолжительности жизни

Вопреки ранее существовавшим предположениям, все больше данных свидетельствует о связи потери Y-хромосомы с серьезными заболеваниями. Исследования связывают ее с сердечно-сосудистыми заболеваниями, нейродегенеративными расстройствами и раком.

Например, более высокий уровень потери Y-хромосомы в клетках почек связан с заболеваниями почек. Крупномасштабные популяционные исследования также показали, что мужчины старше 60 лет с большим количеством клеток, испытывающих дефицит Y-хромосомы, подвергаются большему риску сердечных приступов.

Потеря Y-хромосомы связана с худшими исходами COVID-19, что может помочь объяснить более высокую смертность среди мужчин. Она также гораздо чаще встречается у людей с болезнью Альцгеймера. Кроме того, многочисленные исследования показывают связь между потерей Y-хромосомы и различными видами рака, а также худшей выживаемостью среди пораженных пациентов. Сами раковые клетки часто демонстрируют эту хромосомную потерю наряду с другими аномалиями.

Причина или следствие?

Остается сложной задачей определить, вызывает ли потеря Y-хромосомы непосредственно заболевание или просто происходит одновременно с ним. В некоторых случаях болезнь или восстановление тканей могут приводить к усиленному делению клеток, что может повысить вероятность потери хромосомы.

Генетические факторы также, по-видимому, играют свою роль. Исследования показывают, что примерно треть вариаций в потере Y-хромосомы передается по наследству и затрагивает около 150 генов, связанных с контролем клеточного цикла и риском развития рака.

Однако экспериментальные данные указывают на более прямое воздействие. В одном исследовании у мышей, получивших клетки крови с дефицитом Y-хромосомы, развилось больше возрастных заболеваний, включая снижение функции сердца и в конечном итоге сердечную недостаточность.

Также имеются признаки того, что потеря Y-хромосомы может напрямую влиять на поведение раковых клеток. В некоторых случаях это может способствовать росту и агрессивности опухолей, в том числе меланомы глаза, которая чаще встречается у мужчин.

Какова функция Y-хромосомы в организме?

Последствия потери Y-хромосомы для здоровья позволяют предположить, что она играет более широкую роль, чем считалось ранее. Но как может хромосома с таким малым количеством генов оказывать столь масштабное влияние?

Один из ключевых генов, SRY, активен во многих тканях организма. Его известная роль в головном мозге включает участие в развитии болезни Паркинсона. Четыре дополнительных гена активны только в яичках и необходимы для производства спермы.

Помимо этого, многие из оставшихся генов на Y-хромосоме активны в различных тканях и помогают регулировать экспрессию генов. Некоторые из них действуют как супрессоры опухолей. Эти гены также имеют аналоги на X-хромосоме, а это значит, что как у мужчин, так и у женщин обычно имеется две копии. Когда клетки теряют Y-хромосому, у них может остаться только одна копия, что может нарушить нормальную регуляцию генов.

Y-хромосома также содержит множество некодирующих генов. Они продуцируют молекулы РНК, которые не превращаются в белки, но могут влиять на функционирование других генов. Это может объяснить, почему Y-хромосома может влиять на активность многих участков генома.

Было показано, что потеря Y-хромосомы изменяет экспрессию генов в клетках кроветворной системы и клетках, участвующих в иммунных реакциях. Это также может влиять на развитие клеток крови и на функционирование сердца.

Взгляд в будущее

Полная последовательность человеческой Y-хромосомы была расшифрована совсем недавно. По мере того, как исследователи продолжают ее изучать, они, вероятно, узнают больше о том, как ее гены влияют на здоровье и болезни, и почему ее потеря может иметь такие значительные последствия.

По материалам sciencedaily