Влияние MSUD на паттерны экспрессии генов в зародышевом пути
Исследования транскрипции в зародышевой линии в масштабах экспрессии всего генома показали, что имеется замечательная разница в профилях накопления иРНК с генов, картирующихся на Х-хромосоме, по сравнению с генами аутосом ( Reinke et al., 2000 , Reinke et al., 2004 ). Гены, необходимые для сперматогенеза, а также общие, или "внутренние" ("intrinsic") гены, экспрессируемые в зародышевой линии, явно "недопредставлены" в Х-хромосоме. Гены с увеличенной экспрессией в зародышевых линиях оогенеза также "недопредставлены" в Х-хромосоме, но не до такой степени, как гены сперматогенеза или "внутренние" гены зародышевой линии. Другими словами, гены, которые необходимы для жизнеспособности и функционирования зародышевых клеток, по большей части в Х-хромосоме отсутствуют. Действительно, большинство генов, связанных с оогенезом и находящихся в Х-хромосоме, демонстрируют экспрессию на поздних стадиях мейоза, что коррелирует с активацией Х-хромосомы ( рис. 15.6 и рис. 15.7 ). О поздней мейотической активации свидетельствует накопление "активирующих" модификаций гистонов к концу пахитены, в том числе ацетилирование НЗ и Н4 и метилирование НЗК4 до уровней, сравнимых с уровнями, которые наблюдаются в аутосомах ( Kelly et al., 2002 ). Это позволяет предполагать, что тенденция к тому, чтобы гены не локализовались в Х-хромосоме, наиболее выражена для тех из них, которые функционируют на ранних стадиях развития зародышевых клеток, общих для обоих полов. Кроме того, идентифицировали ряд дупликаций генов с паралогами Х/аутосома, в которых аутосомная копия однозначно требовалась для функционирования зародышевых клеток. В этих примерах сцепленная с X копия функционирует в соматических линиях, но не требуется в зародышевых клетках, в которых активна аутосомная копия ( Maciejowski et al., 2005 ). В совокупности вышеописанные данные позволяют предполагать, что Х-хромосома является недружелюбной средой для генов с функциями, существенными для ранних зародышевых клеток у обоих полов. Гены, которые требуются лишь во время позднего оогенеза (т.е. требующиеся только в женских зародышевых клетках поздних стадий; рис. 15.2 ), были бы иммунными к давлению отбора, вызываемому асинапсисом в мужских зародышевых клетках, и таким образом их сцепление с X было бы возможным.
Гены С. elegans с функциями, существенными для ранних стадий зародышевой линии, очевидно были исключены из Х-хромосомы, были утеряны из Х-хромосомы или подверглись дупликации, после чего зародышевая линия зависела уже от аутосомной копии. Последнее предполагает возможный путь для эволюции уникального генетического профиля Х-хромосомы. Аналогичные силы, по-видимому, действуют на сцепленные с X гены и у других видов, в том числе у плодовой мушки и у млекопитающих ( Wu and Xu, 2003 ). Однако в настоящее время мы не понимаем механизмы, удаляющие гены зародышевой линии из Х-хромосомы.
