Kobiety, mężczyźni i … różnica w ekspresji 6500 genów 

Trochę trudno w to uwierzyć, ale o tym kim jesteśmy decyduje kilka związków chemicznych – 4 różne zasady azotowe, które niczym klocki Lego tworzą główny nośnik genetyczny organizmu, czyli DNA. Będące jego częścią geny, a ostatecznie ich ekspresja stanowią niejako „molekularny podpis“, unikatowość naszego organizmu. Szczególne różnice manifestują się w obrębie płci. Wiadomo bowiem, że prócz oczywistych różnic fenotypowych (w wyglądzie), dotyczących zachowania czy odbierania rzeczywistości, kobiety i mężczyźni różnią się znacznie np. pod względem zapadalności na niektóre choroby czy reakcji na stosowane leki. Zaskoczeniem może być jednak fakt, że ilość tych różnić jest tak ogromna. I to na poziomie genetycznym. Wyniki szeroko podjętych analiz naukowych wskazują bowiem na istotne różnice w ekspresji ponad 6 tysięcy genów pomiędzy kobietami i mężczyznami.

Już kilkadziesiąt lat temu głośnym echem odbiła się książka Richarda Dawkinsa pod tytułem Samolubny Gen. Jej elementem nadrzędnym było podkreślenie, że to właśnie geny są motorami ewolucji, a my  - podobnie jak rośliny i zwierzęta – jedynie powołanymi przez nie do życia maszynami mającymi zapewnić im przetrwanie. Od tamtej pory stale podejmowane są setki analiz i eksperymentów, które wciąż dostarczają  informacji na temat nowych znaczeń wielu genów i ich ścisłego powiązania z prawie każdym elementem życia człowieka.  Niesamowicie ciekawe wyniki poruszające aspekt płci i zróżnicowania genetycznego uzyskali dwaj badacze - prof. Shmuel Pietrokovski i dr Moran Gershoni z  Molecular Genetics Department w Weizmann Institute. Szczegółowa mapa genów przedstawiona przez badaczy dostarcza dowodów na to, że kobiety i mężczyźni mogą  podlegać nieco innemu torowi i presji ewolucji, który określono pojęciem co-evolution.

Zastanawiając się nad problemem niepłodności par zaobserwowano, że gen, który warunkuje formowanie się plemników ulega ekspresji tylko u mężczyzn, zatem zachodząca w nim mutacja (prowadząca do upośledzenia prawidłowego funkcjonowania plemników) przekazywana jest potomstwu tylko przez jednego z rodziców.  Naukowcy zdecydowali się następnie znacznie rozszerzyć podjęte zagadnienie i przeanalizować geny, których ekspresja obecna będzie tylko u jednej z płci. W tym celu podjęto się realizacji projektu o nazwie GTEx -  wnikliwej analizy ekspresji genów u  ponad 550 ochotników. Efektem tych działań, była pierwsza na świecie analiza ukazująca mapę i różnice w genomie zależną od płci. Na celowniku znalazło się ponad 20 tysięcy genów kodujących białka, które następnie podzielili wobec kobiet i mężczyzn oraz tkanek i narządów, w których zachodzi ich ekspresja. Spośród tysięcy genów wyodrębnili 6,5 tysiąca tych, których aktywność była specyficzna tylko  dla jednej z płci.

Subtelne różnice...

Wśród nich znalazły się zlokalizowane u mężczyzn geny, których ekspresja zachodzi w skórze i odpowiedzialna jest za owłosienie ciała. Wykazano także, że niektóre geny odpowiedzialne za budowanie masy mięśniowej znajdują się u mężczyzn, zaś te biorące udział w gromadzeniu się tkanki tłuszczowej – tylko u kobiet. Bardzo ciekawym odkryciem było zdefiniowanie zależnych od płci genów, które znajdują się w gruczole mlekowym. Wyniki tej analizy nie byłyby niespodzianką, gdyby nie fakt, że znaczna część z tych genów zlokalizowana była w materiale genetycznym... pochodzącym od mężczyzn. Wiadomo bowiem, ze mężczyźni mają całkowicie ukształtowany, lecz nieaktywny gruczoł mlekowy – stąd też naukowcy przypuszczają, że geny te odpowiedzialne są właśnie za hamowanie procesu laktacji.

Kolejnym wynikiem analizy było zdefiniowanie genów znajdujących się w lewej komorze serca, tym razem u kobiet. Jeden z nich odpowiedzialny jest za gospodarkę wapniową i wychwyt tego pierwiastka. Badacze zauważyli, że jego ekspresja jest silniejsza u młodych kobiet a wraz z wiekiem znacznie maleje - co koreluje istotnie z większym ryzykiem chorób serca i osteoporozy u kobiet w wieku postmenopauzalnym. Przeprowadzona analiza dotknęła także geny, których ekspresja zachodzi w mózgu -  również głównie kobiet. Ich rola nie jest znana, jednak przypuszcza się, że mogą one ogrywać znaczną rolę w rozwoju choroby Parkinsona, która dotyka w większości mężczyzn. Jak wskazują dane naukowe, różnice płciowe objawiają się także w metabolizmie leków oraz reakcji na farmakoterapię. Wyniki przeprowadzonego eksperymentu wykazały także,  że w wątrobie kobiet zachodzi ekspresja genu odpowiedzialnego za regulacje metabolizmu ksenobiotyków i leków, potwierdzając tym samym fakt istnienia różnic w reakcji na niektóre leczenie. Elementem niezwykle istotnym było także określenie, czy geny występujące u danej  płci są mniej lub bardziej podatne na mutacje. Wykazano, że to właśnie geny sprzężone z płcią są tymi, w których zachodzące mutacje przekazywane są potomstwu częściej, m.in. te powiązane z niepłodnością.

Źródła:

https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-017-0352-z

https://medicalxpress.com/news/2017-05-genes-differently-men-women.html