Het Y-chromosoom verdwijnt - dus wat gebeurt er met mannen?

Het Y-chromosoom verdwijnt - dus wat gebeurt er met mannen?

Darren Griffin, Universiteit van Kent en Peter Ellis, Universiteit van Kent

@media(min-width:0px){#div-gpt-ad-healthy_holistic_living_com-box-3-0-asloaded{max-width:468px!belangrijk;max-hoogte:60px!belangrijk;}}

Het Y-chromosoom mag dan een symbool zijn van mannelijkheid, het wordt steeds duidelijker dat het allesbehalve sterk en stabiel is. Hoewel het het ‘master switch’-gen SRY draagt, dat bepaalt of een embryo zich mannelijk (XY) of vrouwelijk (XX) ontwikkelt, bevat het zeer weinig andere genen en is het het enige chromosoom dat niet nodig is voor het leven. Vrouwen kunnen immers heel goed zonder.

Bovendien degenereert het Y-chromosoom snel, waardoor vrouwen twee volkomen normale X-chromosomen hebben, maar mannen er maar één hebben. Dat klinkt misschien lang, maar dat is het niet als je bedenkt dat er al 3,5 miljard jaar leven op aarde bestaat.

@media(min-width:0px){#div-gpt-ad-healthy_holistic_living_com-medrectangle-3-0-asloaded{max-width:580px!important;max-height:400px!important;}}

Het Y-chromosoom was niet altijd zo. Als we de klok terugdraaien naar 166 miljoen jaar geleden, naar de allereerste zoogdieren, is het verhaal compleet anders. Het vroege ‘proto-Y’-chromosoom had oorspronkelijk dezelfde grootte als het X-chromosoom en bevatte dezelfde genen. Y-chromosomen hebben echter een fundamentele fout. In tegenstelling tot alle andere chromosomen, waarvan we in elke cel twee exemplaren hebben, zijn Y-chromosomen slechts in één exemplaar aanwezig en worden ze van vader op zoon doorgegeven.

Dit betekent dat genen op het Y-chromosoom geen genetische recombinatie kunnen ondergaan, de ‘vermenging’ van genen die elke generatie voorkomt en helpt bij het elimineren van schadelijke genmutaties. Zonder de voordelen van recombinatie degenereren Y-chromosomale genen in de loop van de tijd en gaan uiteindelijk verloren uit het genoom.

Chromosoom Y in rood, naast het veel grotere X-chromosoom.
Nationaal Instituut voor Menselijk Genoomonderzoek

@media(min-width:0px){#div-gpt-ad-healthy_holistic_living_com-medrectangle-4-0-asloaded{max-width:580px!important;max-height:400px!important;}}

Toch heeft recent onderzoek aangetoond dat het Y-chromosoom een ​​aantal behoorlijk overtuigende mechanismen heeft ontwikkeld om “de rem te zetten” en het genverlies te vertragen tot het punt waarop het tot stilstand kan komen.

Een recente Deense studie, gepubliceerd in PLoS Genetics, heeft bijvoorbeeld delen van het Y-chromosoom van 62 verschillende mannen gesequenced en ontdekt dat het vatbaar is voor grootschalige structurele herschikkingen die ‘genamplificatie’ mogelijk maken – de verwerving van meerdere kopieën van genen die de gezondheid bevorderen, de spermafunctie verbeteren en genverlies verminderen.@media(min-width:0px){#div-gpt-ad-healthy_holistic_living_com-large-leaderboard-2-0-asloaded{max-width:336px!important;max-height:280px!important;}}

De studie toonde ook aan dat het Y-chromosoom ongebruikelijke structuren heeft ontwikkeld die 'palindromen' worden genoemd (DNA-sequenties die vooruit en achteruit lezen - zoals het woord 'kajak') die het beschermen tegen verdere afbraak. Ze registreerden een hoog aantal ‘genconversiegebeurtenissen’ binnen de palindroomsequenties op het Y-chromosoom – in wezen een ‘kopieer-en-plak’-proces waarmee beschadigde genen kunnen worden gerepareerd met behulp van een onbeschadigde reservekopie als sjabloon.

@media(min-width:0px){#div-gpt-ad-healthy_holistic_living_com-box-4-0-asloaded{max-width:336px!belangrijk;max-hoogte:280px!belangrijk;}}

Als we naar andere soorten kijken (Y-chromosomen bestaan ​​bij zoogdieren en sommige andere soorten), is er steeds meer bewijs dat genamplificatie van het Y-chromosoom een ​​algemeen principe is. Deze versterkte genen spelen een cruciale rol bij de spermaproductie en (althans bij knaagdieren) bij het reguleren van de geslachtsverhouding van nakomelingen. Onlangs hebben onderzoekers van Molecular Biology and Evolution bewijs geleverd dat deze toename in het aantal genkopieën bij muizen het resultaat is van natuurlijke selectie.

Als het gaat om de vraag of het Y-chromosoom daadwerkelijk zal verdwijnen, is de wetenschappelijke gemeenschap, zoals momenteel het geval is in Groot-Brittannië, verdeeld in de ‘Leavers’ en de ‘Remainers’. Deze laatste groep beweert dat hun afweermechanismen uitstekend werk leveren en het Y-chromosoom hebben gered. Maar de verliezers zeggen dat ze het Y-chromosoom alleen maar aan zijn vingernagels laten vasthouden voordat het uiteindelijk van de klif valt. Het debat gaat dus verder.

Een vooraanstaand voorstander van het Leave-argument, Jenny Graves van de La Trobe Universiteit in Australië, stelt dat als je het langetermijnperspectief bekijkt, Y-chromosomen onvermijdelijk gedoemd zijn - zelfs als ze soms iets langer meegaan dan verwacht. In een artikel uit 2016 wijst ze erop dat Japanse stekelratten en molmuizen hun Y-chromosomen volledig hebben verloren - en stelt dat het proces van het verliezen of creëren van genen op het Y-chromosoom onvermijdelijk tot vruchtbaarheidsproblemen leidt. Dit kan op zijn beurt uiteindelijk de vorming van geheel nieuwe soorten stimuleren.

@media(min-width:0px){#div-gpt-ad-healthy_holistic_living_com-banner-1-0-asloaded{max-width:300px!belangrijk;max-hoogte:250px!belangrijk;}}

De ondergang van mannen?

Zoals we in een hoofdstuk van een nieuw e-book betogen, betekent het verdwijnen van het Y-chromosoom bij mensen niet noodzakelijkerwijs dat mannen zelf op weg zijn daarheen. Zelfs bij de soorten die feitelijk hun Y-chromosomen volledig kwijt zijn, zijn zowel mannetjes als vrouwtjes nodig voor de voortplanting.

In deze gevallen wordt het SRY-gen dat de genetische mannelijkheid bepaalt, verplaatst naar een ander chromosoom, wat betekent dat deze soorten mannetjes produceren zonder dat er een Y-chromosoom nodig is. Het nieuwe geslachtsbepalende chromosoom – het chromosoom waarnaar SRY overgaat – zou echter opnieuw aan het degeneratieproces moeten beginnen vanwege hetzelfde gebrek aan recombinatie dat het vorige Y-chromosoom verdoemde.

Het interessante aan mensen is echter dat hoewel het Y-chromosoom nodig is voor normale menselijke voortplanting, veel van de genen die het draagt ​​niet nodig zijn als je kunstmatige voortplantingstechnieken gebruikt. Dit betekent dat genetische manipulatie binnenkort de genfunctie van het Y-chromosoom zou kunnen vervangen en paren van hetzelfde geslacht of onvruchtbare mannen de kans zou kunnen geven zwanger te worden. Maar zelfs als iedereen op deze manier zwanger zou kunnen worden, zou het zeer onwaarschijnlijk zijn dat vruchtbare mensen simpelweg zouden stoppen met zich op natuurlijke wijze voort te planten.

Je haar wordt grijs:

Schakel JavaScript in

Je haar wordt grijs:

Hoewel dit een interessant en fel bediscussieerd gebied van genetisch onderzoek is, hoeft u zich geen zorgen te maken. We weten niet eens of het Y-chromosoom überhaupt zal verdwijnen. En zelfs als dit het geval is, zullen we, zoals we hebben aangetoond, hoogstwaarschijnlijk nog steeds mannen nodig hebben om de normale voortplanting voort te zetten.

In feite is het vooruitzicht van een “boerderijdier”-achtig systeem, waarbij een paar “gelukkige” mannen worden uitgekozen om de meerderheid van onze kinderen te verwekken, zeker niet in beeld. In ieder geval zullen er de komende 4,6 miljoen jaar veel urgentere zorgen zijn.

@media(min-width:0px){#div-gpt-ad-healthy_holistic_living_com-leader-1-0-asloaded{max-width:336px!important;max-height:280px!important;}}

Darren Griffin, hoogleraar genetica, Universiteit van Kent en Peter Ellis, docent moleculaire biologie en voortplanting, Universiteit van Kent

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.

Bronnen: