Chromozom Y je sice symbolem mužnosti, ale podle profesora Darrena Griffina a doktora Petera Ellise je stále jasnější, že není nijak silný a trvalý.

Chromozom Y je sice symbolem mužnosti, ale je stále jasnější, že není nijak silný a trvalý. Přestože je nositelem genu SRY (master switch), který určuje, zda se embryo bude vyvíjet jako mužské (XY) nebo ženské (XX), obsahuje jen velmi málo dalších genů a je jediným chromozomem, který není pro život nezbytný. Ženy si ostatně vystačí i bez něj.

Chromozom Y navíc rychle degeneruje, takže ženy mají dva zcela normální chromozomy X, ale muži jeden X a jeden scvrklý Y. Pokud bude degenerace pokračovat stejným tempem, zbývá chromozomu Y pouhých 4,6 milionu let, než zcela zanikne. To se může zdát jako dlouhá doba, ale není tomu tak, když si uvědomíme, že život na Zemi existuje už 3,5 miliardy let.

Chromozom Y nebyl vždycky takový. Pokud přetočíme hodiny do doby před 166 miliony let, k prvním savcům, byl příběh úplně jiný. Raný chromozom „proto-Y“ byl původně stejně velký jako chromozom X a obsahoval všechny stejné geny. Chromozomy Y však mají zásadní vadu. Na rozdíl od všech ostatních chromozomů, které máme v každé buňce ve dvou kopiích, jsou chromozomy Y vždy přítomny pouze v jediné kopii, předávané z otců na syny.

To znamená, že geny na chromozomu Y nemohou procházet genetickou rekombinací, „promícháním“ genů, ke kterému dochází v každé generaci a které pomáhá eliminovat škodlivé genové mutace. Zbaveny výhod rekombinace geny chromozomu Y časem degenerují a nakonec se z genomu ztratí.

Přesto nedávný výzkum ukázal, že chromozom Y vyvinul docela přesvědčivé mechanismy, které „brzdí“ a zpomalují rychlost ztráty genů až do možného zastavení.

Například nedávná dánská studie, publikovaná v časopise PLoS Genetics, sekvenovala části chromozomu Y od 62 různých mužů a zjistila, že je náchylný k rozsáhlým strukturálním přestavbám umožňujícím „genovou amplifikaci“ – získání více kopií genů, které podporují zdravou funkci spermií a zmírňují ztrátu genů.

Studie také ukázala, že se na chromozomu Y vyvinuly neobvyklé struktury zvané „palindromy“ (sekvence DNA, které se čtou stejně dopředu i dozadu – jako slovo „kajak“), které jej chrání před další degradací. V rámci palindromických sekvencí na chromozomu Y zaznamenali vysokou míru „genových konverzí“ – jde v podstatě o proces „kopírování a vkládání“, který umožňuje opravu poškozených genů s využitím nepoškozené záložní kopie jako předlohy.

Podíváme-li se na jiné druhy (chromozom Y existuje u savců a některých dalších druhů), stále více důkazů naznačuje, že zesílení genů chromozomu Y je obecným principem napříč všemi druhy. Tyto amplifikované geny hrají rozhodující roli v produkci spermií a (přinejmenším u hlodavců) v regulaci poměru pohlaví potomků. Vědci, kteří nedávno psali v časopise Molecular Biology and Evolution, podávají důkaz, že toto zvýšení počtu kopií genů u myší je výsledkem přírodního výběru.

V otázce, zda chromozom Y skutečně zmizí, se vědecká komunita, stejně jako v současné době Velká Británie, v současnosti dělí na „zastánce“ a „zastánce“. Druhá skupina tvrdí, že její obranné mechanismy odvádějí skvělou práci a chromozom Y zachránily. Ale „leavers“ tvrdí, že jediné, co dělají, je, že umožňují chromozomu Y držet se zuby nehty, než nakonec spadne z útesu. Debata proto pokračuje.

Přední zastánkyně argumentu opouštějících, Jenny Gravesová z La Trobe University v Austrálii, tvrdí, že při dlouhodobém pohledu jsou chromozomy Y nevyhnutelně odsouzeny k zániku – i když se někdy drží o něco déle, než se očekávalo. Ve své práci z roku 2016 poukazuje na to, že japonské ostnaté krysy a krtci zcela ztratili své chromozomy Y – a tvrdí, že procesy ztráty nebo vytváření genů na chromozomu Y nevyhnutelně vedou k problémům s plodností. To zase může v konečném důsledku vést ke vzniku zcela nových druhů.

Zánik mužů?“

Jak tvrdíme v jedné z kapitol nové elektronické knihy, i když chromozom Y u lidí skutečně zmizí, nemusí to nutně znamenat, že samotní muži jsou na odchodu. Dokonce i u druhů, které skutečně zcela ztratily chromozom Y, jsou pro rozmnožování stále potřební jak samci, tak samice.

V těchto případech se gen SRY „master switch“, který určuje genetickou samčí příslušnost, přesunul na jiný chromozom, což znamená, že tyto druhy produkují samce, aniž by chromozom Y potřebovaly. Nicméně nový chromozom určující pohlaví – ten, na který se SRY přesune – by pak měl začít proces degenerace znovu kvůli stejnému nedostatku rekombinace, který odsoudil k zániku jejich předchozí chromozom Y.

U lidí je však zajímavé, že zatímco chromozom Y je potřebný pro normální lidskou reprodukci, mnoho genů, které nese, není potřeba, pokud použijete techniky asistované reprodukce. To znamená, že genetické inženýrství bude možná brzy schopno nahradit funkci genů chromozomu Y, což umožní stejnopohlavním ženským párům nebo neplodným mužům otěhotnět. Nicméně i kdyby bylo možné tímto způsobem otěhotnět pro každého, zdá se velmi nepravděpodobné, že by se plodní lidé prostě přestali přirozeně rozmnožovat.

Přestože se jedná o zajímavou a vášnivě diskutovanou oblast genetického výzkumu, není třeba se obávat. Dokonce ani nevíme, zda chromozom Y vůbec zmizí. A jak jsme ukázali, i kdyby se tak stalo, budeme s největší pravděpodobností i nadále potřebovat muže, aby mohla pokračovat normální reprodukce.

Vyhlídka na systém typu „hospodářských zvířat“, kdy bude vybráno několik „šťastných“ mužů, kteří se stanou otci většiny našich dětí, rozhodně není na obzoru. V každém případě budou v příštích 4,6 milionech let mnohem naléhavější starosti.

Darren Griffin, profesor genetiky, University of Kent a Peter Ellis, přednášející molekulární biologie a reprodukce, University of Kent

Tento článek byl původně publikován na stránkách The Conversation. Přečtěte si původní článek.