A kromoszómák tartalmazzák a szervezet létrehozásához szükséges utasításokat. A férfiaknak egy X- és egy Y-kromoszómájuk van, ez utóbbi felelős a férfiakat férfivá tevő tulajdonságokért, beleértve a férfi nemi szerveket és a spermatermelés képességét. Ezzel szemben a nőknek az X kromoszóma két példánya van. Mivel azonban az X kromoszóma nagyobb használati utasítást hordoz, mint az Y kromoszóma, a biológia megoldása az, hogy a nőknél az egyik X kromoszómát nagyrészt inaktiválják, így az X-nek mind a férfiaknál, mind a nőknél egy funkcionális példánya van.
“A tanulmányunk azt mutatja, hogy a nőknél az inaktív X nem olyan csendes, mint gondoltuk” – mondta Dr. Laura Carrel, a Penn State College of Medicine, Penn State Milton S. Hershey Medical Center biokémiai és molekuláris biológia adjunktusa. “Ezeknek az inaktív X kromoszómáról származó géneknek a hatása megmagyarázhatja a férfiak és nők közötti különbségek egy részét, amelyek nem a nemi hormonoknak tulajdoníthatók.”
A tanulmány címe: “X-inactivation profile reveals extensive variability in X-linked gene expression in females”, a Nature folyóirat 2005. március 17-i számában jelent meg.
A géntől függően a két aktív kópia nagyon kevés, vagy nagyon sokat számít. Ha az inaktív X-en lévő gének megmenekülnek az inaktiválástól, és kifejeződnek, az bizonyos gének összességében erősebb koncentrációját hozhatja létre. Carrel és társszerzője, Huntington F. Willard, Institute for Genome Sciences & Policy, Duke University, meghatározta, mely gének menekülnek az inaktiválás elől, és hol helyezkednek el az inaktív X kromoszómán. Azt találták, hogy a legtöbb eltévedt gén csoportosult.
“Ez azt mondja nekünk, hogy a szomszédság számít” – mondta Carrel. “Az X-kromoszómán lévő gének öt egymást követő szegmensben vagy rétegben fejlődtek ki. A régebbi szegmensekben kevesebb gén menekült meg az inaktiválástól, mint azokban, amelyek a kromoszóma evolúciós útjának későbbi szakaszaiban alakultak ki. Ez arra utal, hogy ahogy az emberi faj tovább fejlődik, egyre több olyan gén veszítheti el az inaktiválódás elől menekülő képességét.”
Carrel két laboratóriumi rendszert fejlesztett ki az inaktív X-kromoszóma vizsgálatára. Elsődleges bőrsejtek segítségével összehasonlította az X-kromoszóma és az inaktív kromoszóma közötti génexpressziót az X-kromoszómát átfogó 94 gén esetében 40 emberi mintában. Azt találta, hogy a géneknek csak 65 százaléka volt inaktív minden mintában. Húsz százalékuk egyes mintákban inaktiválódott, másokban pedig nem, és 15 százalékuk minden mintában elkerülte az inaktiválódást. Ráadásul az inaktív X-ből sok olyan gén, amely kifejeződött, csak részben fejeződött ki.
A második laboratóriumi rendszer más sejtvonalakat használt az inaktív és az aktív X-kromoszómák összehasonlítására, és rögzítette az inaktív X-kromoszómákból kifejeződő géneket. Ezzel a rendszerrel hatszázhuszonnégy gént vizsgáltak a kromoszómán, és szintén kimutatták, hogy az inaktív X-en lévő gének 16 százaléka megúszta az inaktiválódást, ami megerősítette az első laboratóriumi modell eredményeit.
Noha ezeket az adatokat sejttenyésztési kísérletekből gyűjtötték, az X-kromoszóma-rendellenességgel rendelkező egyének tanácsadásában is szerepet játszhatnak, ami körülbelül minden 650. születésből egyet jelent. Azt is megmagyarázza, hogy a nők között nagyobb a variabilitás, mint azt a tudósok gondolták.
Az adatok arra is utalnak, hogy a női genom most már legalább négy dologban különbözik a férfi genomtól. Először is, korábbi tanulmányok kimutatták, hogy az Y-kromoszóma számos olyan gént ad a férfiaknak, amelyek a nőknél hiányoznak. Másodszor, ez a tanulmány azt mutatja, hogy az a tény, hogy néhány gén az inaktív X-en kifejeződik, azt jelenti, hogy a gének körülbelül 15 százaléka magasabb szinten fejeződik ki a nőkben, mint a hímekben. Harmadszor, ez a tanulmány azt is kimutatta, hogy az inaktív X-en lévő gének további 10 százaléka változó expressziós szintet mutat a nőknél, míg a férfiaknak csak egyetlen példánya van ezekből a génekből. És végül, a tudósok már korábban is tudták, hogy az X-inaktiváció véletlenszerű természete azt mutatja, hogy a nők, de a férfiak nem, két sejtpopuláció mozaikjai az X-hez kötött génkifejeződés tekintetében.”
“Bár kimutattuk a nemspecifikus különbségeket, a klinikai következmények még feltáratlanok” – mondta Carrel. “Arra a következtetésre juthatunk azonban, hogy ezeket a különbségeket potenciális tényezőként kell felismerni a nemek közötti normális különbségek magyarázatára, de a nemek közötti különbségekre is, amelyek bizonyos betegségek megnyilvánulásában, előrehaladásában és a kezelésre való reagálásában mutatkoznak. További vizsgálatokra lesz szükség ahhoz, hogy megállapítsuk e gének ilyen szerepét.”