Дисбаланс половых хромосом у C. elegans
У Caenorhabditis elegans имеются два пола, которые генетически различаются по набору Х-хромосом: черви XX являются гермафродитами, а черви ХО - самцами. Никакой пол-специфичной хромосомы (такой, как Y-хромосома) нет. Гермафродиты и самцы обнаруживают многочисленные пол-специфичные анатомические особенности и обладают разными программами зародышевого пути ( рис. 15.1 ). Эти бросающиеся в глаза различия между полами инициируются у раннего эмбриона и являются результатом подсчета числа Х-хромосом и соответствующего реагирования на эту оценку ( Nigon, 1951 ; обзор см.: Meyer, 2000 ). Каким образом простая разница в числе половых хромосом или плоидности может транслироваться в такие резко различающиеся программы развития? Важный момент заключается в том, что каждая клетка С. elegans должна оценивать не только число своих Х-хромосом, но и число наборов аутосом. В действительности пол определяется именно соотношением этих двух типов хромосом, так называемым отношением Х:A. Диплоидные животные с двумя Х-хромосомами (отношение Х:A равно 1) развиваются как гермафродиты, тогда как животные с одной Х-хромосомой (отношение Х:A равно 0,5) развиваются как самцы. Многие механистические детали такого надлежащего реагирования на отношение Х:A были изящно проанализированы и описываются ниже.
Разница в дозе Х-хромосом между полами без ее модуляции приводила бы к разным уровням экспрессии сцепленных с X генов и к летальности у одного пола. Любопытно, что соматические клетки и зародышевые клетки выработали разные механизмы для решения этой проблемы дозы X ( рис. 15.2 ). Зародышевый путь и соматические линии клеток полностью отделены друг от друга уже к 16-24-клеточной стадии эмбриогенеза. На стадии примерно 30 клеток соматические линии начинают процесс, обозначаемый как " компенсация дозы ". Это схема, посредством которой обе Х-хромосомы у животных XX репрессируются в двукратном объеме. Напротив, млекопитающие, как это обсуждается в главах " Компенсация дозы у Drosophila " и " Компенсация дозы у млекопитающих ", осуществляют компенсацию дозы путем глобального сайленсинга одной из Х- хромосом у пола XX, а плодовые мушки выполняют компенсацию дозы путем ап-регуляции экспрессии с единственной Х-хромосомы у пола XY. В ткани зародышевого пути С. elegans происходит более экстремальная модуляция экспрессии сцепленных с X генов: единственная X у самцов и обе X у гермафродитов глобально сайленсируются. Предметом этой главы являются эпигенетические механизмы, осуществляющие компенсацию дозы в соме и сайленсинг Х-хромосомы в зародышевой линии.
