Группой исследователей из Австралии и Швейцарии выявлен ген, который определяет пол утконоса.

«В ходе исследования мы обнаружили, что Y-хромосома несёт в себе гены, важные для основной жизнедеятельности самцов млекопитающих», — рассказывает доктор генетики Пол Уотерс (Paul Waters) из университета Нового Южного Уэльса. «Несмотря на то, что Y-хромосома играет важную роль в определении пола, мало что известно о функции и эволюции её генов».

Самцы однопроходных животных имеют сразу 5 X- и 5 Y-хромосом, так что реконструировать точную последовательность всех генов из фрагментов секвенированной ДНК весьма непросто.

«Ранее никто не брался систематизировать данные из Y-хромосом утконоса, поскольку их система половой генетики слишком сложна», — сообщает Уотерс в пресс-релизе.

Вместе с коллегами из университета Аделаиды и университета Лозанны он проанализировал ДНК 15 представителей разных полов у класса млекопитающих, включая человека, слонов, сумчатых и однопроходных. Данное исследование, подробности которого были опубликованы в журнале Nature, стало крупнейшем в своём роде: его авторы полагались на новейшую технику быстрого секвенирования.

Для каждого вида исследователи выявили гены Y-хромосомы и рассмотрели последовательности ДНК, специфические для самцов. Обратившись к ископаемым окаменелостям, учёные также разобрались, в какой момент эволюционировали отдельные гены. Уотерс рассказывает, что в ходе исследования им впервые удалось обнаружить ген под названием AMH в самой старой из Y-хромосом утконоса. Он проявляется лишь в том случае, если животное — самец.

«Возможно, в организме однопроходных именно этот ген является главным переключателем пола, который запускает развитие яичек», — считает исследователь. «Нам кажется, это достаточно значимое открытие, потому что раньше мы понятия не имели, что может быть первопричиной, определяющей пол утконосов».

В отличие от однопроходных, самцы сумчатых, например, кенгуру, и плацентарных млекопитающих (в этот инфракласс входит и человек) имеют лишь по одной X- и Y-хромосоме, а их пол определяется другим геном — SRY.

Уотерс и его коллеги пришли к выводу, что система Y-хромосом однопроходных развилась около 180 миллионов лет, причём возникла независимо от других, то есть является случаем конвергентной эволюции.

А вот что определяло пол существ непосредственно до эволюции этих генов, исследователи пока не знают: своё существование Y-хромосома начала не как половая, но с течением времени потеряла большую часть своих генов и некоторые из них перешли в X-хромосому.

Ранее считалось, что,

так как Y-хромосома отсутствует в женских организмах, то она, по сути, не несёт ничего принципиально важного. Однако в ходе исследований было выявлено, что содержащиеся в ней гены не только определяют развитие семенников или производство спермы, но и несут функции, важные для жизнеспособности самца — например, участвуют в регуляции синтеза определённых белков.