Фатална хромозома, Здравно списание - част 2
Конфликт на интереси
В началото на 80-те години два екипа от учени, работещи във Филаделфия и Кеймбридж, направиха едновременно невероятно откритие. Те се опитаха да вземат мишка само от единия родител. Тъй като по това време все още не беше възможно да се клонира мишка от соматичните клетки на тялото (ситуацията бързо започна да се променя след успешния експеримент с овцата Доли), група изследователи във Филаделфия просто сляха заедно две ядра от оплодени яйцеклетки. Когато сперматозоидът навлезе в яйцеклетката, ядрото му с хромозоми все още граничи с ядрото на яйцето за известно време, без да се слива с него. Такива ядра вътре в яйцето се наричат нуклеоли. Сръчните учени използват пипети, за да отстранят едно от нуклеолите и да го заменят с друго. Възможно е да се слеят нуклеоли от две яйцеклетки или от два сперматозоида, което води до яйцеклетка с пълен набор от хромозоми, но само от бащата или само от майката. Кеймбридж предприе различен подход за тази цел, но резултатът беше същият. И в двата случая експериментът завърши с неуспех. Ембрионите не успяват да се развият нормално и скоро умират в матката. В случай на майчини хромозоми ембрионът първоначално се развива нормално, но не образува плацента, без която бързо умира. Напротив, когато само бащините хромозоми бяха комбинирани в яйцето, се получи голяма плацента и обвивка на ембриона, но самият ембрион не беше вътре. Вместо ембрион израства неорганизирана маса от клетки, в която не могат да се разграничат части от тялото.
Геномът на ембриона е наполовина майчини гени, което може да доведе до конфликт на интереси дали майчините гени трябва да се грижат повече за ембриона или за самата майка. Бащините гени на ембриона не са застрашени от такъв конфликт. Тялото на майка имсе интересуват само от гледна точка на осигуряване на храна и подслон по време на развитието на ембриона. По отношение на човешкото общество мъжките гени просто не се доверяват на женските гени в такъв решаващ момент като създаването на плацентата и поемат този процес под свой личен контрол. Ето защо ембрионите, които са се образували в резултат на сливането на две ядра на сперматозоидите, плацентата се оказаха толкова добре.
Отпечатването на гени води до изненадващи последици. При мъжете майчиното копие на хромозома 15 носи знака, че идва от майката. Но вече в следващото поколение дъщерята или синът ще имат същата хромозома, съдържаща знака за бащин произход. В един момент знакът на хромозомата трябва да се промени на противоположния. Няма съмнение, че такова превключване се случва, тъй като само това може да обясни синдрома на Ангелман. Няма видимо увреждане на хромозома 15, само две от хромозомите се държат така, сякаш и двете произлизат от бащата. Това се дължи на факта, че в точното време в тялото на майката не е имало промяна в знака на хромозомата.
Промененият регион на хромозома 15 съдържа само осем гена. Генът, чието отсъствие води до развитието на синдрома на Angelman, се нарича UBE3A. Той е непосредствено последван от два други гена, които се смятат за главни кандидати за ролята на гени, причиняващи синдрома на Прадер-Уили. Тези гени се наричат SNRPN и IPW. До края тяхната роля не е установена, но може да се предположи, че вината е срив в гена SNRPN.
Беззащитно яйце
За разлика от други генетични заболявания, тези синдроми не се причиняват от мутации в съответните гени, а от други причини. Когато яйцеклетката се образува в яйчниците, тя обикновено получава една двойка хромозоми. В редки случаи се случванеуспех по време на разделянето на хромозомите и в едно яйце има две сдвоени хромозоми. След оплождането на такова яйце, то вече съдържа три двойки хромозоми: две от майката и една от бащата. Това обикновено се случва по време на късно майчинство и завършва, като правило, със смъртта на ембриона. Само ако яйцеклетката съдържа три хромозоми 21, която е най-малката човешка хромозома, ембрионът може да оцелее. Така се ражда дете със синдром на Даун. Във всички останали случаи наличието на допълнителна хромозома води до такава диспропорция на биохимичните реакции в клетките, че развитието на ембриона става невъзможно.
Яйцето не е толкова беззащитно пред превратностите на съдбата. За кратък период от оплождането до началото на развитието на ембриона той може да бъде освободен от допълнителна хромозома. В резултат на това две сдвоени хромозоми остават в клетката, както се очаква. Но механизмът за премахване на допълнителна хромозома не взема предвид нейния произход, така че премахването се извършва на случаен принцип. Въпреки че произволното изтриване гарантира, че в 66% от случаите клетката ще се отърве от една от майчините хромозоми, понякога бащината хромозома се отстранява и развитието на ембриона продължава с две майчини хромозоми. Отново, като правило, това няма голямо значение, но не и в случая на хромозома 15. Ако има две майчини хромозоми 15 в яйцеклетката, тогава два гена UBE3A, вместо един, се включват наведнъж, но нито един SNRPN ген не работи. Резултатът е синдром на Прадер-Уили.