Чому чоловіки з віком «втрачають» Y-хромосому — і як це пов’язано з тривалістю життя
З віком у багатьох чоловіків частина клітин організму втрачає Y-хромосому. Довгий час вважалося, що це не має серйозних наслідків: адже Y — невелика хромосома з відносно малою кількістю генів, більшість із яких пов’язані з визначенням чоловічої статі та утворенням сперматозоїдів.
Та останніми роками наукові дані змушують переглянути цю думку. Втрата Y-хромосоми дедалі частіше пов’язується із серцево-судинними, нейродегенеративними захворюваннями та раком — і навіть зі скороченням тривалості життя.
Наскільки це поширене явище?
Нові методи генетичного аналізу показують: втрата Y-хромосоми (так званий мозаїцизм) у тканинах чоловіків похилого віку — явище доволі часте.
Статистика вражає:
- приблизно 40% чоловіків у 60 років мають клітини без Y-хромосоми;
- серед 90-річних таких уже близько 57%.
Важливо, що Y зникає не з усіх клітин, а лише з частини. У результаті в організмі співіснують клітини з Y і без неї — формується своєрідна генетична «мозаїка». Відомо також, що ризик втрати Y зростає під впливом зовнішніх факторів — зокрема куріння та контакту з канцерогенами.
Чому саме Y?
Y-хромосома — своєрідний «генетичний мінімаліст». Вона містить лише близько 50 білок-кодувальних генів — у тисячі разів менше, ніж інші хромосоми. До того ж вона еволюційно деградує вже близько 150 мільйонів років. У деяких видів тварин її навіть було повністю втрачено або замінено.
Особливість Y полягає ще й у тому, що це єдина хромосома, яку клітина може втратити і при цьому вижити. Під час поділу клітини вона іноді «запізнюється» і опиняється у мембранному мішечку, який просто зникає. Через це в тканинах із високою швидкістю поділу клітин (наприклад, у крові) втрати Y трапляються частіше.
Зв’язок із хворобами
Попри свою скромну «генетичну комплектацію», Y-хромосома, схоже, виконує важливі функції поза межами репродуктивної системи.
Дослідження показали зв’язок втрати Y з:
- інфарктами та серцевою недостатністю (велике німецьке дослідження виявило підвищений ризик у чоловіків старше 60 років);
- хворобою Альцгеймера (у пацієнтів частота втрати Y у крові була у 10 разів вищою);
- важчим перебігом COVID-19;
- різними видами раку, а також гіршим прогнозом у хворих.
Також частота втрати Y у клітинах нирок пов’язана з розвитком хвороб цього органа.
Проте важливе питання залишається відкритим: чи саме втрата Y спричиняє хворобу — чи вона лише супроводжує інші процеси старіння?
Чи є докази прямого впливу?
Деякі експерименти на мишах натякають на причинний зв’язок. Коли тваринам пересаджували клітини крові без Y-хромосоми, у них частіше розвивалися вікові патології, зокрема проблеми із серцем. Також втрата Y у ракових клітинах може безпосередньо впливати на їхню агресивність і швидкість росту.
Водночас генетичні дослідження показують: схильність до втрати Y приблизно на третину визначається спадковими факторами — зокрема генами, пов’язаними з контролем клітинного циклу та стабільністю геному.
Якщо генів мало — як тоді Y впливає на організм?
Хоча на Y-хромосомі небагато білок-кодувальних генів, частина з них:
- активно працює в різних тканинах,
- бере участь у регуляції інших генів,
- виконує роль супресорів пухлин.
Більшість цих генів мають копії на X-хромосомі. У жінок — дві X, у чоловіків — X і Y. Якщо клітина втрачає Y, вона залишається лише з однією копією певних регуляторних генів. Це може порушувати баланс їхньої роботи.
Крім того, Y містить велику кількість некодуючих РНК — молекул, які не створюють білки, але регулюють активність інших генів. Саме через такі механізми втрата Y може впливати на імунітет, формування клітин крові та навіть роботу серця.
Чому це важливо
Чоловіки в середньому живуть менше за жінок. Причини — комплексні: гормональні, поведінкові, соціальні. Але тепер науковці розглядають і генетичний чинник — втрату Y-хромосоми. Повна послідовність ДНК людської Y була отримана лише кілька років тому. Це означає, що її роль у здоров’ї ще тільки починають по-справжньому розуміти.
Можливо, у майбутньому аналіз втрати Y стане біомаркером старіння або ризику певних захворювань. І тоді маленька, «скромна» хромосома, яку довго вважали майже зайвою, виявиться важливим гравцем у чоловічому довголітті.