Y-kromosomen må vara en symbol för maskulinitet, men det blir allt tydligare att den är allt annat än stark och bestående, enligt professor Darren Griffin och dr Peter Ellis.

Y-kromosomen må vara en symbol för maskulinitet, men det blir allt tydligare att den är allt annat än stark och bestående. Även om den bär på ”master switch”-genen, SRY, som avgör om ett embryo kommer att utvecklas som man (XY) eller kvinna (XX), innehåller den mycket få andra gener och är den enda kromosom som inte är nödvändig för livet. Kvinnor klarar sig trots allt bra utan den.

Det är dessutom så att Y-kromosomen har degenererat snabbt, vilket gör att kvinnor har två helt normala X-kromosomer, men att män har en X-kromosom och en skrumpig Y-kromosom. Om den fortsätter att degenereras i samma takt har Y-kromosomen bara 4,6 miljoner år kvar innan den försvinner helt och hållet. Detta kan låta som en lång tid, men det är det inte när man betänker att livet har funnits på jorden i 3,5 miljarder år.

Y-kromosomen har inte alltid varit så här. Om vi spolar tillbaka klockan till 166 miljoner år sedan, till de allra första däggdjuren, var historien helt annorlunda. Den tidiga ”proto-Y-kromosomen” var ursprungligen lika stor som X-kromosomen och innehöll alla samma gener. Y-kromosomer har dock en grundläggande brist. Till skillnad från alla andra kromosomer, som vi har två kopior av i var och en av våra celler, finns Y-kromosomerna bara i en enda kopia, som överförs från fäder till söner.

Detta innebär att generna på Y-kromosomen inte kan genomgå genetisk rekombination, den ”blandning” av gener som sker i varje generation och som bidrar till att eliminera skadliga genmutationer. Eftersom de berövas fördelarna med rekombination degenererar Y-kromosomala gener med tiden och försvinner så småningom från genomet.

Trots detta har nyare forskning visat att Y-kromosomen har utvecklat några ganska övertygande mekanismer för att ”bromsa” och bromsa genförlusten till ett möjligt stillestånd.

En nyligen genomförd dansk studie, som publicerades i PLoS Genetics, sekvenserade till exempel delar av Y-kromosomen från 62 olika män och fann att den är benägen att genomgå storskaliga strukturella omarrangemang som möjliggör ”genförstärkning” – förvärv av flera kopior av gener som främjar en hälsosam spermiefunktion och mildrar genförlusten.

Studien visade också att Y-kromosomen har utvecklat ovanliga strukturer som kallas ”palindromer” (DNA-sekvenser som läses på samma sätt framlänges som baklänges – som ordet ”kajak”), vilket skyddar den från ytterligare nedbrytning. De registrerade en hög frekvens av ”genomvandlingshändelser” inom de palindromiska sekvenserna på Y-kromosomen – detta är i princip en ”kopiera och klistra in”-process som gör det möjligt att reparera skadade gener med hjälp av en oskadad säkerhetskopia som mall.

Om man tittar på andra arter (Y-kromosomer finns hos däggdjur och vissa andra arter), tyder allt fler bevis på att genförstärkning av Y-kromosomerna är en allmän princip över hela linjen. Dessa förstärkta gener spelar kritiska roller i spermieproduktionen och (åtminstone hos gnagare) i regleringen av avkommans könsfördelning. I en nyligen publicerad artikel i Molecular Biology and Evolution ger forskare bevis för att denna ökning av antalet genkopior hos möss är ett resultat av naturligt urval.

I frågan om Y-kromosomen verkligen kommer att försvinna är forskarsamhället, liksom Storbritannien för närvarande, för närvarande uppdelat i de som ”lämnar” och de som ”stannar kvar”. Den senare gruppen hävdar att dess försvarsmekanismer gör ett utmärkt jobb och har räddat Y-kromosomen. Men de som lämnar säger att allt de gör är att låta Y-kromosomen klamra sig fast med fingernaglarna, innan den till slut faller ner från klippan. Debatten fortsätter därför.

En ledande förespråkare för leave-argumentet, Jenny Graves från La Trobe-universitetet i Australien, hävdar att om man ser det ur ett långsiktigt perspektiv så är Y-kromosomerna oundvikligen dödsdömda – även om de ibland håller sig kvar lite längre än väntat. I en artikel från 2016 påpekar hon att japanska spinnråttor och mullvadar har förlorat sina Y-kromosomer helt och hållet – och hävdar att processerna där gener förloras eller skapas på Y-kromosomen oundvikligen leder till fertilitetsproblem. Detta kan i sin tur i slutändan driva på bildandet av helt nya arter.

Männens undergång?

Som vi hävdar i ett kapitel i en ny e-bok, även om Y-kromosomen hos människor försvinner, behöver det inte nödvändigtvis betyda att männen själva är på väg att försvinna. Även hos de arter som faktiskt har förlorat sina Y-kromosomer helt och hållet är både hanar och honor fortfarande nödvändiga för reproduktionen.

I dessa fall har SRY-genen ”master switch” som bestämmer den genetiska manligheten flyttats till en annan kromosom, vilket innebär att dessa arter producerar hanar utan att behöva en Y-kromosom. Den nya könsbestämmande kromosomen – den som SRY flyttar vidare till – skulle dock då börja degenerationsprocessen på nytt på grund av samma brist på rekombination som dömde ut deras tidigare Y-kromosom.

Det intressanta med människan är dock att även om Y-kromosomen behövs för normal mänsklig fortplantning är många av de gener som den bär på inte nödvändiga om man använder sig av tekniker för assisterad fortplantning. Detta innebär att genteknik snart kan ersätta Y-kromosomens genfunktion, vilket gör det möjligt för kvinnliga par av samma kön eller infertila män att bli gravida. Men även om det skulle bli möjligt för alla att bli gravida på detta sätt verkar det högst osannolikt att fertila människor bara skulle sluta reproducera sig naturligt.

Och även om detta är ett intressant och hett debatterat område inom den genetiska forskningen finns det ingen anledning till oro. Vi vet inte ens om Y-kromosomen kommer att försvinna överhuvudtaget. Och som vi har visat kommer vi, även om det gör det, troligen att fortsätta att behöva män så att den normala reproduktionen kan fortsätta.

Förvisso är utsikten till ett system av typen ”lantbruksdjur” där några få ”lyckliga” män väljs ut för att bli far till majoriteten av våra barn verkligen inte i sikte. I vilket fall som helst kommer det att finnas mycket mer angelägna problem under de kommande 4,6 miljoner åren.

Darren Griffin, professor i genetik, University of Kent och Peter Ellis, docent i molekylärbiologi och reproduktion, University of Kent

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs den ursprungliga artikeln.