Фатальна хромосома, Журнал Здоров’я - Part 2

Конфлікт інтересів

На початку 1980-х років дві групи вчених, які працюють у Філадельфії та в Кембриджі, одночасно зробили дивовижне відкриття. Вони намагалися отримати мишу лише від одного з батьків. Оскільки в ті часи клонувати мишу з соматичних клітин тіла було ще неможливо (ситуація швидко почала змінюватися після успішного досвіду з вівцею Доллі), група дослідників у Філадельфії просто злила разом два проїдки запліднених яйцеклітин. Коли сперматозоїд проникає в яйцеклітину, його ядро ​​з хромосомами ще деякий час є сусідом з ядром яйцеклітини, не зливаючись з ним. Такі ядра всередині яйцеклітини називаються проїдками. Спритні вчені за допомогою піпеток витягують одне з проїдків і замінюють його іншим. Можна злити проїдки з двох яйцеклітин або двох сперматозоїдів, в результаті чого виходить яйцеклітина з повним набором хромосом, але тільки від батька або тільки від матері. У Кембриджі з цією метою використали інший підхід, але результат вийшов той самий. І в обох випадках експеримент закінчився невдачею. Ембріони не змогли нормально розвиватися і незабаром загинули у матці. У випадку материнських хромосом ембріон спочатку розвивався нормально, але не утворював плаценту, без якої швидко гинув. Навпаки, коли в яйцеклітині об'єднали лише батьківські хромосоми, вийшла велика плацента та покриви ембріона, але самого ембріона всередині не було. Замість ембріона розросталася дезорганізована маса клітин, де не можна було розрізнити жодних частин тіла.

Геном ембріона наполовину складається з материнських генів, що може призвести до конфлікту інтересів: чи мають материнські гени більше піклуватися про ембріон або саму матір. Батьківським генам ембріона такий конфлікт не загрожує. Матерінський організм їхцікавить лише з погляду надання їжі та укриття на час розвитку ембріона. У термінах людського суспільства чоловічі гени просто не довіряють жіночим генам такий відповідальний момент, як створення плаценти і беруть цей процес під свій персональний контроль. Саме тому у ембріонів, які утворилися в результаті злиття двох проїдків сперматозоїдів, так добре виходила плацента.

Імпринтинг генів веде до дивовижних наслідків. У чоловіків материнська копія хромосоми містить 15 знак того, що вона прийшла від матері. Але вже в наступному поколінні у дочки чи сина ця сама хромосома міститиме знак батьківського походження. Якогось моменту має відбутися перемикання знака хромосоми на протилежний. Немає сумнівів у тому, що таке перемикання відбувається, оскільки цим можна пояснити синдром Ангельмана. Жодних видимих ​​пошкоджень на хромосомі 15 немає, просто дві хромосоми поводяться так, ніби обидві походять від батька. Це тим, що у потрібний момент у організмі матері не відбулося перемикання знака хромосоми.

Змінена ділянка хромосоми містить 15 всього вісім генів. Ген, відсутність якого призводить до розвитку синдрому Ангельмана, називається UBE3A. Безпосередньо за ним йдуть два інші гени, які вважають основними кандидатами на роль генів, що викликають синдром Прадера-Віллі. Ці гени називаються SNRPN та IPW. До кінця їхня роль не встановлена, але можна припустити, що виною всьому є поломка в гені SNRPN.

хромосома

Беззахисна яйцеклітина

На відміну від інших генетичних захворювань, ці синдроми викликані не мутаціями у відповідних генах, а іншими причинами. При формуванні яйцеклітини в яєчниках зазвичай їй дістається одна пара хромосом. У поодиноких випадках відбуваєтьсязбій під час поділу хромосом, і в одній яйцеклітині виявляються дві парні хромосоми. Після запліднення такої яйцеклітини в ній виявляється три пари хромосом: дві від матері і одна від батька. Зазвичай таке трапляється за пізнього материнства і закінчується, зазвичай, смертю ембріона. Тільки в тому випадку, якщо в яйцеклітині виявляється три хромосоми 21, яка є найменшою хромосомою людини, ембріону вдається вижити. При цьому народжується дитина із синдромом Дауна. У решті випадків наявність зайвої хромосоми веде до такої диспропорції біохімічних реакцій у клітинах, що розвиток ембріона стає неможливим.

Яйцеклітина не така беззахисна перед мінливістю долі. У короткий період від запліднення на початок розвитку ембріона може звільнитися від зайвої хромосоми. У результаті клітині залишається, як і належить, дві парні хромосоми. Але механізмі видалення зайвої хромосоми не враховується її походження, тому видалення відбувається випадковим чином. Хоча випадкове видалення гарантує, що в 66% випадків клітина позбавиться однієї з материнських хромосом, зрідка видаляється батьківська хромосома, і розвиток ембріона триває з двома материнськими хромосомами. Знову-таки, як правило, це не має великого значення, але не у випадку з хромосомою 15. Якщо в яйцеклітині опинилися дві материнські хромосоми 15, то відразу два гени UBE3A замість одного включаються в роботу, але не працює жоден ген SNRPN . Результат – синдром Прадера-Віллі.