Ученые установили, что утрата Y-хромосомы у мужчин — это не безобидный результат естественного старения, а значимый фактор, способствующий развитию заболеваний и раннему уходу из жизни.
На протяжении длительного времени считалось, что Y-хромосома — самая мелкая из человеческих хромосом, содержащая всего 51 ген, кодирующий белок, и выполняющая лишь две ключевые функции: определение мужского пола и обеспечение производства сперматозоидов. Поэтому ее постепенная утрата клетками с возрастом воспринималась как незначительный побочный эффект старения. Однако исследования последних лет кардинально изменили взгляды ученых на этот вопрос.
Выяснилось, что потеря Y-хромосомы — это распространенное явление. Примерно 40% мужчин в возрасте 60 лет уже имеют клетки, лишенные этой хромосомы, а к 90 годам этот показатель достигает 57%. Вероятность утраты ключевой мужской хромосомы увеличивают курение и воздействие канцерогенов. При этом хромосома исчезает не из всех клеток одновременно: возникает так называемая «мозаичность» — когда одни клетки сохраняют Y-хромосому, а другие, порой находящиеся рядом, — нет. При этом все потомки клетки, потерявшей хромосому, также будут без нее, а лабораторные исследования показывают, что такие клетки могут делиться быстрее обычных, постепенно получая численное преимущество в тканях.
Y-хромосома особенно подвержена риску во время деления клетки: она может случайно остаться вне ядра в небольшой мембранной структуре, которая затем утилизируется. Поэтому в тканях с активным делением — например, в крови — клетки без Y-хромосомы накапливаются быстрее.
Это явление не является безобидным. Все больше данных связывают утрату Y-хромосомы с серьезными патологиями: сердечно-сосудистыми заболеваниями, болезнью Альцгеймера, заболеваниями почек и различными формами рака. Мужчины старше 60 лет с большим количеством клеток, лишенных Y-хромосомы, подвергаются повышенному риску инфарктов. Утрата Y-хромосомы также ассоциируется с более тяжелым течением COVID-19, что может частично объяснять более высокую смертность среди мужчин в период пандемии.
Причина этого явления проста: оказалось, что многие гены Y-хромосомы активны не только в семенниках, как считалось ранее, но и в различных тканях организма. Некоторые из них действуют как опухолевые супрессоры, а ключевой ген SRY, например, активен в мозге и связан с болезнью Паркинсона. В дополнение к этому, Y-хромосома содержит множество некодирующих генов, которые производят РНК-молекулы, влияющие на функционирование других генов.
Тем не менее, вопрос о причинно-следственной связи остается открытым: что первично, потеря хромосомы способствует развитию болезни или наоборот, болезнь приводит к ускоренному делению клеток, ошибкам в нем и утрате хромосомы? Экспериментальные данные все чаще указывают на первый вариант — так, в одном из исследований у мышей, у которых были клетки крови без Y-хромосомы, быстрее развивались возрастные патологии, включая сердечную недостаточность.