کروموزوم Y در حال ناپدید شدن است – یک ژن جنسی جدید می‌تواند آینده مردان باشد

جنسیت نوزادان انسان و سایر پستانداران توسط یک ژن تعیین‌کننده نر در کروموزوم Y تعیین می‌شود. اما  کروموزوم Y انسان در حال کوچک‌تر شدن و نابودی است و ممکن است در عرض چند میلیون سال ناپدید شود و منجر به انقراض ما شود؛ مگر اینکه ژن جنسی جدیدی را تکامل دهیم.

خبر خوب این است که دو شاخه از جوندگان قبلا کروموزوم Y خود را از دست داده‌اند و همچنان به زیست و بقای خود ادامه می دهد. از روی آنها می‌توانیم حدس بزنیم که چه بر سر ما خواهد آمد.

مقاله‌ای که تازگی در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده، نشان می دهد که چگونه موش خاردار یک ژن جدید تعیین‌کننده نر را تکامل داده است.

چگونه کروموزوم Y جنسیت انسان را تعیین می‌کند

در انسان، مانند پستانداران دیگر، ماده‌ها دارای دو کروموزوم X و نر‌ها دارای یک X منفرد و یک کروموزوم کوچک کوچک به نام Y هستند. نام‌ها هیچ ارتباطی با شکل آن‌ها ندارند. X مخفف “ناشناخته” است.

X حاوی حدود 900 ژن است که انواع کار‌های غیر مرتبط با جنسیت را انجام می‌دهند. اما Y حاوی تعداد کمی ژن (حدود 55) و تعداد زیادی DNA غیر کد‌کننده است – DNA تکراری ساده که به نظر نمی‌رسد کاری انجام دهد. اما کروموزوم Y به دلیل اینکه حاوی یک ژن بسیار مهم است که رشد مردانه را در جنین آغاز می‌کند، بسیار مهم است.

در حدود 12 هفته پس از لقاح، این ژن اصلی، ژن‌های دیگری را که رشد بیضه را تنظیم می‌کنند، روشن می‌کند. بیضه جنینی هورمون‌های مردانه (تستوسترون و مشتقات آن) را تولید می‌کند که باعث می‌شود کودک به عنوان پسر رشد کند.

این ژن اصلی جنسی به‌عنوان SRY (ناحیه جنسی در Y) در سال 1990 شناسایی شد. این ژن با راه‌اندازی یک مسیر ژنتیکی نقش خود را اعمال می‌کند که با ژنی به نام SOX9 شروع می‌شود که برای تعیین جنسبت مردانه در همه مهره‌داران کلیدی است، اگرچه روی کروموزوم‌های جنسی قرار ندارد.

ناپدید شدن Y

اکثر پستانداران کروموزوم X و Y مشابه کروموزوم ما دارند. یک X با تعداد زیادی ژن و یک Y با SRY به اضافه چند ژن دیگر. این سیستم به دلیل مقدار نابرابر ژن X در مردان و زنان با مشکلاتی همراه است.

چگونه چنین سیستم عجیب و غریبی تکامل یافت؟ یافته شگفت‌انگیز این است که پلاتیپوس استرالیا کروموزوم‌های جنسی کاملاً متفاوتی دارد، بیشتر شبیه کروموزوم‌های پرندگان.

در پلاتیپوس، جفت XY یک کروموزوم معمولی با دو عضو مساوی است. این نشان می‌دهد که پستانداران هم دارای X و Y به صورت یک جفت کروموزوم معمولی در چندی پیش بودند.

این باید به این معنی باشد که کروموزوم Y 900-55 ژن فعال را طی 166 میلیون سالی که انسان و پلاتیپوس که به طور جداگانه در حال تکامل بوده‌اند، آن را از دست داده . یعنی حدود پنج ژن در هر میلیون سال از دست رفته‌اند . با این سرعت، 55 ژن آخر در 11 میلیون سال از بین خواهند رفت.

البته تا به امروز ادعا‌های متناقضی  در مورد طول عمر مورد انتظار کروموزوم Y ابزار شده و تخمین‌ها بین بی نهایت تا چند هزار سال بوده است.

جوندگان بدون کروموزوم Y

خبر خوب این است که ما دو دودمان جوندگان را می‌شناسیم که قبلا کروموزوم Y خود را از دست داده‌اند و هنوز زنده هستند.

موش‌های مول اروپای شرقی و موش‌های خاردار ژاپنی هر کدام دارای گونه‌هایی هستند که کروموزوم Y و SRY در آنها کاملاً ناپدید شده‌اند. کروموزوم X به شکل منفرد یا دو برابر در هر دو جنس باقی می‌ماند.

اگرچه هنوز مشخص نیست که موش‌های خال چگونه جنسیت را بدون ژن SRY تعیین می‌کنند، تیمی به سرپرستی زیست‌شناس دانشگاه هوکایدو، آساتو کورویوا، سه گونه موش‌های خاردار جزایر مختلف ژاپن، را بررسی کردند.

تیم کورویوا کشف کردند که بیشتر ژن‌های Y موش‌های خاردار به کروموزوم‌های دیگر منتقل شده‌اند. اما او هیچ نشانه‌ای از SRY یا ژنی که جایگزین آن می‌شود، پیدا نکرد.

در سال 2022 آن‌ها یک یافته موفق خود را منتشر کردند. این تیم توالی‌هایی را پیدا کردند که در ژنوم نر‌ها وجود داشت امادر ماده‌ها نبود، سپس آن‌ها را اصلاح کردند و توالی را روی هر موش صحرایی آزمایش کردند.

چیزی که آن‌ها کشف کردند یک تفاوت کوچک در نزدیکی ژن جنسی کلیدی SOX9 در کروموزوم 3 موش خاردار بود. یک تکرار کوچک (تنها 17000 جفت پایه از بیش از 3 میلیارد) در همه مردان وجود داشت .

آن‌ها پیشنهاد می‌کنند که این قطعه کوچک DNA تکراری حاوی یک کلید یا سوئیچ است که معمولاً SOX9 را در پاسخ به SRY روشن می‌کند. هنگامی که آن‌ها این تکرار را در موش‌ها تحریک کردند، متوجه شدند که فعالیت SOX9 را افزایش می‌دهد، بنابراین این تغییر می‌تواند به SOX9 اجازه دهد بدون SRY کار کند.

این یافته چه معنایی برای آینده مردان دارد

ناپدید شدن قریب الوقوع – البته در مقایس زمانی تکاملی – کروموزوم Y انسان، گمانه زنی‌هایی را در مورد آینده ما برانگیخته است.

برخی از مارمولک‌ها و مار‌ها فقط گونه‌های ماده هستند و می‌توانند از طریق آنچه به عنوان پارتنوژنز شناخته می‌شود از ژن‌های خود تخم بسازند. اما این نمی‌تواند در انسان یا سایر پستانداران اتفاق بیفتد، زیرا ما حداقل 30 ژن حیاتی داریم که تنها در صورتی کار می‌کنند که از پدر از طریق اسپرم آنها را به سلول تخم برساند.

برای تولید مثل، ما به اسپرم و مردان نیاز داریم، به این معنی که پایان کروموزوم Y می‌تواند انقراض نسل بشر را بشارت دهد.

یافته جدید از یک احتمال جایگزین پشتیبانی می‌کند – اینکه انسان‌ها می‌توانند یک ژن جدید تعیین‌کننده جنسیت را تکامل دهند.

با این حال، تکامل یک ژن جدید تعیین‌کننده جنسیت با خطراتی همراه است. اگر بیش از یک سیستم جدید در نقاط مختلف جهان تکامل یابد چه؟

«جنگ» ژن‌های جنسی می‌تواند منجر به جدایی گونه‌های جدید از هم شود، این دقیقاً همان چیزی است که در موش‌های مول و موش‌های خاردار اتفاق افتاده است.

بنابراین، اگر کسی در 11 میلیون سال از زمین بازدید کند، ممکن است هیچ انسانی پیدا نکند یا چندین گونه مختلف انسانی که توسط سیستم‌های مختلف تعیین جنسیت از هم جدا شده‌اند، پیدا کند.

منبع: The Conversation