Эпигенетика. Как современная биология переписывает наши представления о генетике, заболеваниях и наследственности

Почему это происходит? В конце концов, механизм подавления гарантирует, что, какое бы число хромосом ни присутствовало в клетке изначально, все они, кроме одной, будут репрессированы на ранних этапах развития. Но если бы этим все и ограничивалось, то и не существовало бы никаких различий в фенотипах между женским 45, X и женским 47, XXX или даже нормальным женским 46, XX набором хромосом. Подобным образом, и мужчины с нормальным кариотипом 46, XY были бы фенотипически идентичны мужчинам с кариотипом 47, XXY. Во всех этих случаях в клетках была бы лишь одна активная хромосома X.

Можно было бы предположить, что люди с такими кариотипами клинически отличаются друг от друга по той причине, что, возможно, репрессия хромосомы X не всегда оказывается эффективной в некоторых клетках, но такая версия представляется маловероятной. Репрессия хромосомы X происходит на самых ранних стадиях развития и представляет собой наиболее устойчивый из всех эпигенетических процессов. Так что этому явлению требуется иное объяснение.

Ответ на этот вопрос появился еще около 150 миллионов лет назад, когда у плацентарных млекопитающих только начинала образовываться система определения пола XY. Хромосомы X и Y, вероятно, являются потомками аутосом. Хромосома Y изменилась очень сильно, X — в значительно меньшей степени[120]. Однако обе они сохранили некую память о своем аутосомном прошлом. На хромосомах X и Y есть участки, которые называются псевдоаутосомными областями. Гены в этих областях присутствуют как на хромосоме X, так и на хромосоме Y, точно так же, как пары аутосом несут на себе одинаковые гены в одинаковых положениях, по одному унаследованные от каждого из родителей.

Когда хромосома X репрессируется, эти псевдоаутосомные области пропускаются. Эго значит, что, в отличие от большинства связанных с хромосомой X генов, гены на псевдоаутосомных областях не репрессируются. Как следствие, нормальные клетки потенциально экспрессируют две копии этих генов во всех клетках. Две копии экспрессируются или с двух хромосом X у здоровой женщины, или с хромосом X и Y у здорового мужчины.

Но страдающая синдромом Тернера женщина имеет только одну хромосому X, поэтому она экспрессирует только одну копию генов псевдоаутосомной области, вдвое меньше, чем необходимо. При трисомии X, с другой стороны, в псевдоаутосомных регионах присутствуют три копии генов. В результате этого клетки и пораженной области станут продуцировать белки от этих генов в количествах, на 50 процентов превышающих нормальный уровень.

Один из генов в псевдоаутосомных областях хромосомы X называется SHOX. Люди с мутациями в этом гене страдают низкорослостью. Вероятно, именно этим объясняется то, что больные синдромом Тернера отличаются низким ростом — в их клетках белок SHOX проду цируется в недостаточных количествах. Напротив, люди с трисомией X, очевидно, продуцируют на 50 процентов больше белка SHOX, чем необходимо, что, видимо, и является причиной их высокого роста[121].

Не только у людей встречается трисомия половых хромосом. Возможно, однажды вы поразите своих друзей уверенным заявлением, что их черепаховой масти кошка — девочка, но они будут активно возражать вам, настаивая, что это мальчик, и приводя в качестве доказательства то, что их любимца осматривал ветеринар и заверил их, что это кот. Тогда дождитесь паузы и, самодовольно усмехнувшись, скажите: «А, ну в таком случае он кариотипически аномален. У него кариотип XXY, а не XY». А если захотите произвести на друзей совсем уж неизгладимое впечатление, то можете сообщить, что их кот бесплоден. Это научит их больше никогда с вами не спорить.

Глава 10. Одной информации недостаточно

Наука совершает самоубийство, когда превращается в догму.

Томас Генри Хаксли

Одним из наиболее фундаментальных трудов по философии науки считается книга Томаса Куна «Структура научных революций», опубликованная в 1962 году. В этой работе, среди прочего, Кун утверждает, что наука не развивается по упорядоченному, линейному и спокойному пути, на котором все открытия сопровождаются громом восторженных оваций. Напротив, в науке всегда господствует превалирующая теория. Когда накапливаются противоречащие ей сведения, эта теория отнюдь не сразу рушится. Она может лишь чуть поколебаться, но ученые слишком часто продолжают верить в ее незыблемость и следовать ей даже после появления достаточного количества доказательств ее несовершенства.