Az X-kromoszóma meglepetései

A kutatók befejezték az X-kromoszóma bázissorrendjének részletes analízisét, és az eredmények több újdonságra is rávilágítanak. Érdekes módon az X-kromoszómán található összes gén majdnem 10%-a ahhoz a géncsaládhoz tartozik, amelyet a hererák kialakulásával hoztak összefüggésbe.

A National Institutes of Health (NIH) munkatársai elkészültek az emberi X-kromoszóma bázissorrendjének első átfogó vizsgálatával. Kiderült, hogy a nők ún. inaktív X-kromoszómáján számos gén aktív, másrészt az eredmények segíthetnek jobban megérteni az X-kromoszómához kötött betegségek kialakulásának folyamatát. Ezenkívül a jövőben sok minden kiderülhet az ivari kromoszómák evolúciós történetéről, és a nemek közti biológiai különbségek hátteréről. "Ezek az eredmények jól mutatják, hogy mennyi mindent megtudhatunk abból a rengeteg adatból, amelyet a Humán Genom Projekt keretében sikerült feltérképezni, és hozzáférhetővé tenni a kutatók számára" - mondta Francis S. Collins, a kutatást koordináló National Human Genome Research Institute (NHGRI) igazgatója. Az X-kromoszóma bázissorrendjének részletes elemzése és a kromoszóma génjeinek aktivitását bemutató beszámolók a Nature-ben jelentek meg.

Aktív gének az "inaktív" X-kromoszómán

Mint ismeretes, egy emberi testi sejtben 46 db kromoszóma (DNS-molekula) található, amelyek 23 párt alkotnak. Az első 22 páron elhelyezkedő gének testi tulajdonságokat kódolnak, míg a 23. párt ivari kromoszómáknak nevezik, amelyek elsősorban az egyed nemét határozzák meg, de kódolhatnak testi tulajdonságokat is. A nők testi sejtjei két példányban tartalmazzák az X-kromoszómát (XX), a férfiak testi sejtjei pedig egy X és egy Y-kromoszómát tartalmaznak (XY).

Régóta ismert, hogy a nőkben nem működik aktívan mindkét ivari kromoszóma, mivel az egyik kromoszóma génjei kikapcsolt állapotban maradnak. Ez utóbbit nevezik "inaktív X-kromoszómának". Ennek köszönhetően mindkét nemben nagyjából egyforma mennyiségű gén fog átíródni az X-kromoszómáról. Eredetileg úgy gondolták, hogy ez a folyamat teljes inaktivációt eredményez, vagyis a nők egyik ivari kromoszómáján az összes gén "néma" állapotban marad. Már az 1980-as évek végén kiderült azonban, hogy néhány gén mégis aktív lehet mindkét X-kromoszómán.

A kutatások eredményeként most sikerült meghatározni az összes olyan X-kromoszómán található gént, amely aktív állapotban maradhat mindkét kromoszómán. Sőt, az is kiderült, hogy a nők között egyedi eltérések tapasztalhatóak abban, hogy mely gének fejeződnek ki az inaktív X-kromoszómájukról.

Hunt Willard (Duke University) és Laura Carrell (Pennsylvania State College of Medicine) egy jelölési módszerrel meg tudták határozni, hogy melyek azok a gének, amelyek elkerülik, hogy "kikapcsolják" őket. Negyven nő testi sejtjeiből vettek mintát, és azt az eredményt kapták, hogy az inaktív X-kromoszóma génjeinek 15%-a az összes mintában aktív volt. Az inaktív kromoszóma génjeinek további 10%-a pedig a minták egy részében volt bekapcsolt állapotban. "Ezek igencsak meglepő eredmények" - mondta Willard. "Eszerint minden nőben eltérő gének fejeződnek ki az inaktív kromoszómán, és eltérő mértékben." Azok a gének, amelyek az inaktív kromoszómán is aktívak, a másik kromoszómán is kifejeződnek. Emiatt ezek a gének a nők szervezetében nagyobb dózisban fejtik ki hatásukat, mint a férfiakban. Mivel az X-kromoszóma génjeinek aktivitása így akár 25%-ban is különbözhet férfiakban és nőkben, ezért feltételezik, hogy ezek a gének okozhatják a nemhez kötődő tulajdonságok közti eltéréseket is. A kutatók eddig még csak egyfajta sejtben vizsgálták a kromoszómákat, így ezekből az eredményekből egyelőre nem lehet általános következtetéseket levonni.

Az X-kromoszóma teljes bázissorrendje

Egy másik tanulmány a Wellcome Trust Sanger Institute által vezetett nemzetközi kutatócsoport eredményeit ismerteti. A kutatóknak sikerült részletesen meghatároznia az X-kromoszóma teljes bázissorendjét. A vizsgálat megerősítette, hogy az X-kromoszómán 1098 darab fehérjét kódoló gén található. Ezek közül csak 54-nek található hasonló funkciójú megfelelője a jóval kisebb méretű Y-kromoszómán.

Érdekes módon az X-kromoszómán található összes gén majdnem 10%-a ahhoz a géncsaládhoz tartozik, amelyet a hererák kialakulásával hoztak összefüggésbe. A hererák a 15 és 40 év közötti férfiak egyik leggyakoribb daganatos betegsége, mivel az aktív ivarsejtképzés időszakában nagyobb a rosszindulatú sejtburjánzás kialakulásának veszélye. A heredaganatok 95%-a a spermiumok kialakulásáért felelős csírasejtek kóros elváltozásából indul ki. Ezek a gének ígéretes célpontjai lehetnek a különböző terápiás eljárásoknak, mivel csak a herék rákos elváltozása során lesznek aktívak. Ha egy célzott terápia csak a here szöveteit célozná meg, kiütve ezeket a géneket, akkor az eljárás nem lenne semmilyen hatással a beteg szervezetének más szerveire.

A hererák kezelésén kívül az X-kromoszóma génjeinek feltérképezése segíthet még egy sor olyan betegség részletesebb megértésében is, amelyek öröklődése az X-kromoszómához kötött, és ezért gyakrabban jelennek meg férfiaknál, mint nőknél. Ez azért van így, mert a férfiak Y-kromoszómáján nincsenek jelen azok a gének, amelyek ellensúlyoznák a betegségért felelős, az X-kromoszómán lévő gén kifejeződését (Matt Ridley, a Génjeink c. könyv szerzőjének hasonlata szerint a férfiak ilyen szempontból "másodpilóta nélkül repülnek"). Eddig nagyjából 300 betegségről sikerült kimutatni, hogy az X-kromoszómához kötötten öröklődik. Annak ellenére, hogy az X-kromoszóma génjei csak körülbelül 4%-át teszik ki az ember teljes génállományának, mégis az egygénes örökletes betegségek akár 10%-áért lehetnek felelősek. Köztudott, hogy az X-kromoszómához kapcsoltan öröklődik például a vörös-zöld színtévesztés és a vérzékenység. "Ezeknek a géneknek a tanulmányozásával számos betegség kialakulását behatóbban tudjuk majd tanulmányozni. Ezen kívül az ivari kromoszómák evolúciójának folyamatába is mélyebb betekintést nyerhetünk" - mondta Mark Ross, a kutatás vezetője.

A vizsgálatok során az emberi X-kromoszóma bázissorrendjét más állatok (kutya, egér, patkány és csirke) génállományával is összehasonlították. Az összehasonlítások eredményeiből előzetesen arra következetnek, hogy az emlősök X- és Y-kromoszómájának őse egy "átlagosnak" mondható, egyforma méretű és alakú kromoszómapár lehetett.

Illyés András