Strata chromozómu Y ovplyvní iba niektoré mužské bunky, pričom u ich potomkov sa tieto bunky nikdy neobnovia.
S pribúdajúcim vekom sa mužom z buniek vytráca chromozóm Y. Zdroj: iStock/eternalcreative
Ako muži starnú, zvyčajne sa z ich buniek vytráca chromozóm Y. Spočiatku si vedci mysleli, že táto strata nevplýva na ich zdravie, pretože chromozóm Y nesie len málo génov okrem génov určujúcich mužské pohlavie, no teraz prišli na to, že to nemusí byť celkom tak. Niekoľko rokov výskumu poukazuje na to, že strata chromozómu môže súvisieť s vážnymi ochoreniami, ktoré skracujú dĺžku života mužov.
Pri analýze mužských chromozómov využili novú techniku na ich detekciu, čo poukázalo na ich častú stratu v tkanivách starších mužov. Mužov vo veku 60 rokov, ktorí strácajú chromozóm Y, je približne 40 percent, ale u 90-ročných je to až 57 percent mužov. Úlohu zohrávajú aj environmentálne faktory, ako je fajčenie a vystavenie sa karcinogénom.
Strata chromozómu Y však ovplyvní iba niektoré bunky, pričom u potomkov sa tieto bunky nikdy neobnovia. Toto vytvára akúsi mozaiku buniek s chromozómom Y a bez tohto chromozómu. Problémom je, že bunky bez chromozómu Y rastú v kultúre rýchlejšie ako normálne bunky, čo naznačuje, že môže podporovať aj vznik nádorov.
Kľúčová úloha pri určovaní pohlavia a funkcii spermií
Chromozómy Y sú neraz náchylnejšie na chyby počas bunkového delenia, pričom tieto chyby sa stávajú súčasťou membrány. Preto vedci očakávali, že tkanivá s rýchlo sa deliacimi bunkami budú viac trpieť stratou chromozómov Y.
Chromozóm Y je zvláštny malý chromozóm, ktorý obsahuje iba 51 génov kódujúcich proteíny (bez započítania viacerých kópií) v porovnaní s tisíckami génov na ostatných chromozómoch. Hrá kľúčovú úlohu pri určovaní pohlavia a funkcii spermií, ale predpokladalo sa, že nemá žiadne ďalšie významné funkcie.
Často sa vytráca, keď vedci kultivujú bunky v laboratóriu. Ide o jediný chromozóm, ktorý môže z tela odísť bez toho, aby došlo k smrti bunky. To naznačuje, že žiadne špecifické funkcie kódované génmi Y nie sú potrebné na rast a funkciu buniek.
Pozrite si
Samce niektorých vačkovcov sa totiž už v ranom štádiu vývoja zbavujú chromozómu Y a zdá sa, že pri zvyšných cicavcoch degraduje už 150 miliónov rokov. Pri niektorých hlodavcov úplne zmizol a nahradil ho iný chromozóm. To znamená, že strata chromozómu Y v telesnom tkanive v pokročilom veku by teda rozhodne nemala byť žiadnou tragédiou.
Napriek tomu, že chromozóm Y je pre väčšinu buniek v tele zjavne nepotrebný, čoraz viac dôkazov nasvedčuje, že jeho strata súvisí s vážnymi zdravotnými problémami vrátane kardiovaskulárnych a neurodegeneratívnych ochorení a rakoviny.
Niekoľko štúdií poukazuje na vzťah medzi stratou chromozómu Y a srdcovými ochoreniami. Napríklad veľmi rozsiahla nemecká štúdia zistila, že muži nad 60 rokov s vysokou frekvenciou straty chromozómu Y mali zvýšené riziko infarktu.
Strata chromozómu Y bola spojená aj so smrťou na COVID-19, čo by mohlo vysvetľovať rozdiely v úmrtnosti medzi pohlaviami. Desaťnásobne vyššia frekvencia straty chromozómu Y sa zistila u pacientov s Alzheimerovou chorobou.
Niekoľko štúdií zdokumentovalo súvislosť medzi stratou chromozómu Y a rôznymi druhmi rakoviny u mužov. Súvisí s horšími výsledkami liečby u tých, ktorí rakovinou trpia. Strata chromozómu Y je bežná v samotných rakovinových bunkách okrem iných chromozómových anomálií.
Zhoršila sa im funkcia srdca
Podľa odborníkov je veľmi ťažké zistiť, čo spôsobuje súvislosť medzi stratou chromozómu Y a zdravotnými problémami. Zdravotné problémy môžu spôsobovať stratu chromozómu Y, ale do hry môže vstupovať ešte tretí, neznámy faktor, ktorý zapríčiňuje oba problémy. Ani silné asociácie nedokážu preukázať príčinnú súvislosť. Ochorenia obličiek alebo srdca môžu súvisieť s rýchlym delením buniek počas opravy orgánov.
Súvislosť s rakovinou môže odrážať genetickú predispozíciu k nestabilite genómu. Štúdie asociácie celého genómu skutočne ukazujú, že strata chromozómu Y je asi z jednej tretiny genetická a zahŕňa 150 identifikovaných génov, ktoré sa vo veľkej miere podieľajú na regulácii bunkového cyklu a náchylnosti na rakovinu.
Jedna štúdia na myších modeloch však poukazuje na priamy účinok. Vedci transplantovali krvné bunky s deficitom chromozómu Y do ožiarených myší, ktoré následne vykazovali zvýšenú frekvenciu patologických stavov súvisiacich so starnutím vrátane zhoršenej funkcie srdca a srdcového zlyhania. Navyše strata chromozómu Y z rakovinových buniek pravdepodobne priamo ovplyvňuje rast buniek a nádoru, čo môže viesť k rakovine najmä u mužov.
Klinické účinky straty chromozómu Y naznačujú, že chromozóm Y má dôležité funkcie v bunkách. Gén SRY, ktorý má mimoriadnu úlohu pri vývoji mužského pohlavia, sa vylučuje v tele. Môže sa podieľať na vzniku Parkinsonovej choroby. A štyri gény, ktoré sú nevyhnutné na tvorbu spermií, sú aktívne iba v semenníkoch.
Každý z týchto gémov obsahuje kópiu na chromozóme X, takže muži aj ženy majú každý po dve kópie z každého génu. Je možné, že pokiaľ jedna z týchto kópií chýba, môže vzniknúť dysregulácia v génoch. Chromozómy Y obsahujú množstvo génov, z ktorých sa stávajú RNA molekuly, ale nikdy nie proteíny. Niektoré z týchto génov však prinajmenšom môžu kontrolovať funkcie ostatných génov.
To môže vysvetľovať, prečo chromozómy Y môžu ovplyvniť aktivity génov na mnohých ostatných chromozómoch. Strata niekoľkých chromozómov Y môže viesť k expresii niektorých génov v bunkách, ktoré tvoria krvné bunky, rovnako aj v bunkách podieľajúcich sa na imunitnej funkcii. Rovnako môžu nepriamo ovplyvniť aj diferenciáciu buniek, čiže proces, pri ktorom sa z bližšie nešpecifikovaných buniek stávajú bunky so špeciálnou štruktúrou a funkciou. To nepriamo ovplyvňuje diferenciáciu krvných buniek a funkciu srdca.
Zdroje: Masarykova univerzita, The Conversation, Children´s Cancer Institute
(RR)
