Биологи нашли гены, по-разному работающие у мужчин и женщин

У мужчин и женщин практически одинаковый генотип, но проявляется он по-разному. Это выражается в физиологических и анатомических отличиях — в частности, разные полы бывают больше подвержены разным заболеваниям и имеют разную восприимчивость к лекарствам. В основном различие между полами достигается за счет различия в экспрессии ряда генов. Израильские ученые выяснили, каких именно генов это касается, а кроме того, обнаружили, что на эти гены действуют более слабые силы естественного отбора, что в ряде случаев связано с нарушением функций репродуктивной системы. Исследование опубликовано в BMC Biology.

Ученые проанализировали транскриптомные данные 357 мужчин и 187 женщин, взятые из проекта GTEx и включающих 53 типа тканей. Исследователей интересовали гены, экспрессия которых различается у мужчин и женщин хотя бы в одном из этих типов тканей. Среди двадцати тысяч проанализированных генов таких оказалось около шести с половиной тысяч. Функции некоторых из них ученые описывают в своей работе. 

Гены, по-разному экспрессирующиеся в женской и мужской коже, по-видимому, отвественны за разные типы волосяного покрова, в мышцах — за большую мышечную массу мужчин, а гены, ответственные за жировой запас, обеспечивают более крупные объемы жировых отложений у женщин. У мужчин обнаружились гены, работающие в молочных железах, которые при этом не экспрессируются у женщин — по-видимому, они подавляют лактацию. У женщин гены, работающие в левом предсердии в юном возрасте, по-видимому, защищают сердце от перегрузок; с возрастом их экспрессия резко снижается, что, вероятно, подвергает организм бóльшему риску по отношению к ряду сердечных заболеваний.

Удивительным образом выяснилось, что на такие «поло-специфичные» гены слабее действует естественный отбор. Они быстрее накапливают мутации, и именно это может служить причиной различиям в подверженности разным заболеваниям — например, болезни Паркинсона, которая реже присуща женщинам. Оказалось, кроме того, что именно у мужчин отбор действует особенно слабо. В сущности, отмечают ученые, с некоторой точки зрения эволюцию человека можно рассматривать как коэволюцию мужчин и женщин, на которых действуют разные селекционные силы.

Распределение генов, экспрессирующихся по-разному у мужчин и женщин, в разных тканях

Moran Gershoni and Shmuel Pietrokovski / BMC Biology, 2017

Интересно, что наибольшее число по-разному работающих у мужчин и женщин генов обнаружилось в молочных железах, а наименьшее — в коре головного мозга. Раньше мы уже рассказывали о том, что нейробиологи тоже пришли к выводу, что мозг женщин и мужчин работает одинаково.

Многие по-разному экспрессирующиеся гены ответственны за полноценную работу репродуктивной системы человека. Ученые отдельно отмечают этот факт, связывая его с известной проблемой планирования семьи. Около 15 процентов пар, пытающихся завести детей, не преуспевают в этом отношении. Этот аспект человеческой популяции удивителен, поскольку эволюция, в теории, должна первым делом избавляться от мутаций, делающих особей неспособными к размножению. Возможно, именно накопление вредных мутаций в генах, различающихся у женщин и мужчин и ответственных за репродуктивную функцию, приводит к такому результату. При этом у женщин отбор действует все-таки сильнее — возможно, вследствие того, что в природе самки  потомства, чем самцы, комментируют ученые, и для самок действие отбора, удаляющего вредные мутации, является более существенным.

Анна Казнадзей