Лучшая половина. О генетическом превосходстве женщин

Во время учебы в колледже я ни разу не слышал о Стивенс. На лекциях мне рассказывали о другом человеке, а именно – об Эдмунде Бичере Уилсоне, современнике Стивенс, знаменитом генетике, которого расхваливали как создателя концепции системы определения половых хромосом. В учебниках не упоминалось, что Бичер имел доступ к результатам исследований Стивенс еще до их публикации. Кроме того, его статья (практически дублировавшая научные данные Стивенс) подозрительно быстро, в августе 1905 года, появилась на страницах «Журнала экспериментальной зоологии», в редакционный совет которого Бичер – по некоему случайному совпадению – входил.

Еще одна исследовательница, чьи заслуги оценены не в полной мере, – это английский генетик Мэри Ф. Лайон. Ее работа имела важнейшее значение и безусловно заслуживает упоминания в рамках нашего ознакомительного курса. Лайон буквально потрясла основы генетики, когда в 1961 году опубликовала в Nature свою коротенькую статью. Эта одна-единственная страница коренным образом изменила наше понимание генетики, а выдвинутые Лайон гипотезы и сделанные ею выводы все еще изучены не до конца. Лайон занималась цветом шерсти у мышей, и ее наблюдения легли в основу нашего представления о генетических различиях между мужчинами и женщинами. Она описала «инактивацию Х-хромосомы», подразумевая под этим следующее: одна из двух Х-хромосом в женских клетках (причем выбор той или иной хромосомы случаен) инактивируется и «замолкает» в самом начале развития – еще до того, как мать осознает, что беременна.

Удивительно, но, хотя с момента публикации пророческой статьи Лайон прошло уже более пятидесяти лет, мы так до сих пор и не можем полностью разобраться во всех стадиях инактивации (или сайленсинга) Х-хромосомы. Каким образом клетка в начале жизни делает выбор между двумя Х-хромосомами? Это что, соревнование? И как именно подавляется инактивация X у генетических мужчин, имеющих набор XY?

Сложность, в частности, заключается в том, что этот загадочный процесс скрыт от наших глаз. Считается, что инактивация происходит примерно на том этапе развития, когда клеток еще всего двадцать, – то есть сразу после внедрения этой группы клеток (яйцеклетки) в слизистую матки. Ответ могла бы дать работа с человеческими эмбрионами in vivo, но это чревато возникновением многих этических проблем.

Уже на этой самой ранней стадии беременности группа клеток, из которой в конечном итоге сформируется ребенок, имеет хромосомный пол – либо XX, либо X Y. Но процесс инактивации X запускается только в каждой из женских XX-клеток. И они проводят всю инактивацию X в матке, скрываясь от любопытных взоров ученых. Вот почему мы пока знаем об инактивации Х-хромосомы в клетках человека далеко не все.

Однако нам известно, что клетки человека используют ген, кодирующий РНК, называемый X-инактивным специфическим транскриптом, или XIST; его обнаружили на Х-хромосоме. XIST формирует своеобразные «леса», сверху донизу покрывающие ту Х-хромосому, которая вскоре будет инактивирована. На этой ранней стадии развития Х-хромосомы не инактивированы и обе экспрессируют XIST, но в конечном итоге будет подавлена и «замолчит» только одна из них. Внутри же мужских клеток процесс инактивации Х-хромосомы происходить не должен, так как мужские клетки в норме имеют не более одной Х-хромосомы.

Так какая же из двух женских Х-хромосом замолкает? Чаще всего верх одерживает та, которой удастся перехитрить XIST, – она-то и остается активной. Например, у меня были пациентки с поврежденной или аномальной Х-хромосомой, и в их клетках оказывалась выключена преимущественно именно эта поврежденная Х-хромосома. «Строительные леса» XIST сжимают Х-хромосому, которая в конечном итоге конденсируется и замолкает, превращаясь в тельце Барра. В каждой женской клетке в конце концов остаются одна активная Х-хромосома и одна молчащая Х-хромосома в виде тельца Барра[6]. Как известно, после жесткого поединка двух бойцов ММА на ногах может устоять только один участник – вот и в клетке торжествует победу лишь одна «уцелевшая» X-хромосома. Если же шансы на инактивацию у Х-хромосом равны, то сайленсинг рассматривается как рандомный и ситуацию можно сравнить с подбрасыванием монетки. В итоге инактивированная Х-хромосома (или тельце Барра) становится недоступной для женской клетки. По крайней мере, мы так думали.