Мужчин и женщин «разлучили» 6500 генов

Изучение того, как разные гены экспрессируются у мужчин и женщин, важно для понимания эволюции человека и разработки новых терапевтических стратегий. Примером такой специфики является половой диморфизм: например, он выражается в особенностях анатомии, строения и работы мозга, поведении и смертности. В 2012 году международная группа ученых обнаружила, что только в B-лимфоцитах на экспрессию с учетом пола влияют около 15 процентов локусов количественных признаков (QTLs). При этом носителями большинства таких генов, как предполагается, выступают представители обоих полов, и хотя мутации в них зачастую накапливаются по одной линии, ограничения отбора могут приводить к распространению аномалии на другой пол, повышая популяционный риск.

В новой работе израильские ученые полностью описали экспрессию генов, зависимую от пола, в 45 универсальных тканях. Для этого они изучили результаты секвенирования РНК проекта по изучению тканевых генотипов (Genotype-Tissue Expression, GTEx) на примере 8555 образцов от 357 мужчин и 187 женщин. Оценку половых особенностей экспрессии авторы проводили путем сравнения индивидуального показателя 18 670 из 19 644 генов, кодирующих белки, для каждой ткани. Дальнейшее сопоставление между полами позволило выделить свыше 6500 генов с высокой половой специфичностью, экспрессия 650 из которых значимо отличалась в двух тканях, а 22 — в девяти и более. Наиболее выраженную специфику демонстрировали 6123 гена в молочных железах.

Специфическая экспрессия более ста генов была обнаружена в скелетных мышцах, коже, подкожной жировой клетчатке, передней поясной коре (всего — в семи из 13 тканей мозга) и левом желудочке сердца. В частности, у мужчин ген MUCL1 гиперэкспрессировался в коже, тогда как у женщин — в молочных железах. Схожие различия были характерны для тканей печени. Дополнительно ученые оценили связь генов с риском различных заболеваний и особенностями работы внутренних органов. Анализ показал, что «женские» гены положительно коррелируют с метаболизмом глюкозы, ожирением, болезнями мышц и кардиомиопатией. В свою очередь, «мужские» гены, помимо метаболизма глюкозы (также специфического), ассоциировались с иным молекулярным механизмом сокращения мускулатуры.

К генам, экспрессия которых сильнее (не более чем на 10 процентных пунктов) проявлялась только у одного пола, авторы отнесли 1559 участков ДНК. Большинство из них (82,6 процента) оказались «мужскими» и гиперэкспрессировались в яичках. Также многие из этих генов были связаны с предстательной железой и кожей. У женщин такие гены были найдены в репродуктивной системе и тканях мозга. По словам ученых, результаты подтверждают эволюционную важность различий в строении и работе половых органов мужчин и женщин. В этом смысле примечательно, что десятки генов специфически экспрессировались у мужчин в тканях кожи, не связанных с функцией продолжения рода напрямую. Полученные данные проясняют генетические отличия между полами.

Подробности работы представлены в журнале BMC Biology.

Ранее исследователи показали, как особенности генома могут влиять на внезапную и раннюю смертность у мужчин.