Chromosomerne indeholder instruktionerne til at skabe en organisme. Mænd har et X-kromosom og et Y-kromosom, og sidstnævnte er ansvarlig for de egenskaber, der gør mænd mandlige, herunder de mandlige kønsorganer og evnen til at producere sædceller. Kvinder har derimod to kopier af X-kromosomet. Men da X-kromosomet har en større instruktionsbog end Y-kromosomet, er biologiens løsning at inaktivere det ene X-kromosom hos kvinder, hvilket giver én funktionel kopi af X’et hos både mænd og kvinder.
“Vores undersøgelse viser, at det inaktive X hos kvinder ikke er så tavs, som vi troede,” siger Laura Carrel, Ph.D., assisterende professor i biokemi og molekylærbiologi, Penn State College of Medicine, Penn State Milton S. Hershey Medical Center. “Virkningerne af disse gener fra det inaktive X-kromosom kunne forklare nogle af de forskelle mellem mænd og kvinder, som ikke kan tilskrives kønshormoner.”
Denne undersøgelse med titlen “X-inactivation profile reveals extensive variability in X-linked gene expression in females,” blev offentliggjort i den 17. marts 2005 i tidsskriftet Nature.
Afhængigt af genet kan det at have to aktive kopier betyde meget lidt eller meget meget. Når gener på det inaktive X undslipper inaktivering og kommer til udtryk, kan det skabe en stærkere samlet koncentration af bestemte gener. Carrel og hendes medforfatter, Huntington F. Willard, Institute for Genome Sciences & Policy, Duke University, fastslog, hvilke gener der undgik inaktivering, og hvor de var placeret på det inaktive X-kromosom. De fandt ud af, at de fleste af de vildfarne gener var grupperet sammen.
“Dette fortæller os, at nabolag har betydning”, sagde Carrel. “Generne på X-kromosomet udviklede sig i fem på hinanden følgende segmenter eller lag. De ældre segmenter har færre gener, der undslipper inaktivering, end de gener, der udviklede sig senere i kromosomets evolutionære vej. Dette tyder på, at efterhånden som menneskearten fortsætter med at udvikle sig, kan flere og flere af de gener, der undslipper inaktivering, miste deres evne til at gøre det.”
Carrel har udviklet to laboratoriesystemer til at undersøge det inaktive X-kromosom. Ved hjælp af primære hudceller sammenlignede hun genekspression mellem X-kromosomet og det inaktive kromosom for 94 gener, der spænder over X-kromosomet, i 40 menneskelige prøver. Hun fandt, at kun 65 procent af generne var inaktive i alle prøverne. Tyve procent var inaktiveret i nogle prøver og ikke i andre, og 15 procent slap for inaktivering i alle prøver. Desuden var mange af dem fra det inaktive X, der blev udtrykt, kun delvist udtrykt.
Det andet laboratoriesystem brugte andre cellelinjer til at sammenligne inaktive med aktive X-kromosomer og registrerede gener, der blev udtrykt fra inaktive X-kromosomer. Seks hundrede og 24 gener på kromosomet blev testet med dette system og viste også, at 16 procent af generne på det inaktive X undslap inaktivering, hvilket bekræftede resultaterne i den første laboratoriemodel.
Selv om disse data blev indsamlet fra cellekultureksperimenter, kan de have betydning for rådgivning af personer med X-kromosomafvigelser, som udgør ca. en ud af 650 fødsler. Det forklarer også, at der er større variabilitet blandt kvinder, end forskerne troede.
Dataene tyder også på, at det kvindelige genom nu adskiller sig fra det mandlige genom på mindst fire måder. For det første havde tidligere undersøgelser vist, at Y-kromosomet giver hannerne flere gener, som ikke findes hos kvinden. For det andet viser denne undersøgelse, at det faktum, at nogle gener på det inaktive X udtrykkes, betyder, at omkring 15 procent af generne udtrykkes på et højere niveau hos hunner end hos mænd. For det tredje viser denne undersøgelse også, at yderligere 10 % af generne på det inaktive X har et varierende ekspressionsniveau hos kvinder, mens mænd kun har en enkelt kopi af disse gener. Og endelig havde forskerne allerede vidst, at den tilfældige karakter af X-inaktivering viser, at kvinder, men ikke mænd, er mosaikker af to cellepopulationer med hensyn til X-bundet genekspression.
“Selv om vi har vist kønsspecifikke forskelle, er de kliniske konsekvenser fortsat uudforskede,” sagde Carrel. “Vi kan dog konkludere, at disse forskelle bør anerkendes som potentielle faktorer til at forklare normale forskelle mellem kønnene, men også kønsforskelle i forhold til, hvordan visse sygdomme manifesterer sig, udvikler sig og reagerer på behandling. Der vil være behov for yderligere undersøgelser for at fastslå en sådan rolle for disse gener.”