Chromozomy obsahují soubor instrukcí pro vytvoření organismu. Muži mají jeden chromozom X a jeden chromozom Y, přičemž ten druhý je zodpovědný za vlastnosti, které dělají muže muži, včetně mužských pohlavních orgánů a schopnosti produkovat spermie. Naproti tomu ženy mají dvě kopie chromozomu X. Protože však chromozom X nese větší návod k použití než chromozom Y, je řešením biologie do značné míry deaktivovat jeden chromozom X u žen, čímž vzniká jedna funkční kopie chromozomu X u mužů i žen.
„Naše studie ukazuje, že neaktivní chromozom X u žen není tak tichý, jak jsme si mysleli,“ uvedla doktorka Laura Carrelová, odborná asistentka biochemie a molekulární biologie na Penn State College of Medicine, Penn State Milton S. Hershey Medical Center. „Vliv těchto genů z neaktivního chromozomu X by mohl vysvětlit některé rozdíly mezi muži a ženami, které nelze přičítat pohlavním hormonům.“
Tato studie s názvem „X-inactivation profile reveals extensive variability in X-linked gene expression in females“ byla publikována 17. března 2005 v časopise Nature.
V závislosti na genu může mít přítomnost dvou aktivních kopií velmi malý nebo velký význam. Když geny na neaktivním X uniknou inaktivaci a jsou exprimovány, může to vytvořit silnější celkovou koncentraci určitých genů. Carrelová a její spoluautor Huntington F. Willard z Institute for Genome Sciences & Policy, Duke University, určili, které geny unikly inaktivaci a kde se na neaktivním chromozomu X nacházejí. Zjistili, že většina nepoddajných genů byla seskupena dohromady.
„To nám říká, že na sousedství záleží,“ řekl Carrel. „Geny na chromozomu X se vyvíjely v pěti po sobě jdoucích segmentech nebo vrstvách. Starší segmenty mají méně genů, které unikly inaktivaci, než ty, které se vyvinuly později na evoluční cestě chromozomu. To naznačuje, že s dalším vývojem lidského druhu může stále více genů, které unikly inaktivaci, tuto schopnost ztratit.“
Carrel vyvinul dva laboratorní systémy pro zkoumání neaktivního chromozomu X. Zjistil, že na chromozomu X je stále více genů, které unikly inaktivaci. Pomocí primárních kožních buněk porovnávala genovou expresi mezi chromozomem X a neaktivním chromozomem u 94 genů zahrnujících chromozom X ve 40 lidských vzorcích. Zjistila, že pouze 65 % genů bylo ve všech vzorcích neaktivních. Dvacet procent bylo v některých vzorcích inaktivováno a v jiných ne a 15 procent uniklo inaktivaci ve všech vzorcích. Navíc mnohé z těch z neaktivního X, které byly exprimovány, byly exprimovány pouze částečně.
Druhý laboratorní systém použil jiné buněčné linie k porovnání neaktivních a aktivních chromozomů X a zaznamenal geny exprimované z neaktivních chromozomů X. Pomocí tohoto systému bylo testováno šest set dvacet čtyři genů na chromozomu a rovněž se ukázalo, že 16 % genů na neaktivním X uniklo inaktivaci, což potvrdilo výsledky v prvním laboratorním modelu.
Ačkoli tato data byla získána z experimentů na buněčných kulturách, mohou mít význam pro poradenství jedincům s abnormalitami chromozomu X, což představuje přibližně jedno z 650 narození. Vysvětluje také, že mezi ženami existuje větší variabilita, než si vědci mysleli.
Údaje také naznačují, že ženský genom se nyní liší od mužského nejméně čtyřmi způsoby. Za prvé, předchozí studie ukázaly, že chromozom Y dává mužům několik genů, které u žen chybí. Za druhé, tato studie ukazuje, že skutečnost, že některé geny na neaktivním chromozomu X jsou exprimovány, znamená, že asi 15 procent genů je u žen exprimováno ve vyšší míře než u mužů. Zatřetí tato studie také ukazuje, že dalších 10 procent genů na neaktivním X vykazuje u žen proměnlivou úroveň exprese, zatímco muži mají pouze jednu kopii těchto genů. A konečně, vědci již dříve věděli, že náhodná povaha inaktivace X ukazuje, že ženy, ale ne muži, jsou mozaikou dvou buněčných populací, pokud jde o expresi genů vázaných na X.
„Přestože jsme prokázali rozdíly mezi pohlavími, klinické důsledky zůstávají neprozkoumané,“ řekl Carrel. „Můžeme však dojít k závěru, že tyto rozdíly by měly být uznány jako potenciální faktory vysvětlující normální rozdíly mezi pohlavími, ale také rozdíly mezi pohlavími v tom, jak se projevují určité nemoci, jak probíhají a jak reagují na léčbu. Ke stanovení takové role těchto genů bude zapotřebí dalších studií.“