В 1961 г. Lyon (1961, 1962) выдвинула гипотезу, которая позволила рассматривать многие цитогенетические и генетические феномены с единой точки зрения. Эта гипотеза сыграла большую роль в понимании происхождения и значения полового хроматина. Вкратце основные положения этой концепции состоят в следующем (Lyon, 1966).

1.    Одна из Х-хромосом в клетках женского организма неактивна.

2.    Неактивная Х-хромосома может быть либо отцовского, либо материнского происхождения в различных клетках одного и того же организма.

3.    Инактивация происходит в раннем эмбриогенезе и, поскольку она произошла, остается фиксированной во время дальнейшего размножения и развития клеточной линии. Доказательства этой гипотезы черпаются в основном из следующих фактов:

а)    у мышей особи ХО являются нормальными фертильными самками, что подтверждает необходимость для этого только одной хромосомы X;

б)    самки мышей, гетерозиготные по генам, сцепленным с полом и затрагивающим окраску шерсти, имеют мозаичный фенотип. Это можно объяснить, если принять, что клетки «мутантно» окрашенного пятна происходят от клеток, несущих «дикий» аллель, инактивированный в раннем эмбриогенезе, а в нормально окрашенных пятнах находятся клетки, в которых инактивирован мутантный аллель.

Из этого объяснения следовали предсказания, которые вскоре подтвердились, подкрепив тем самым гипотезу. Предсказание состоит в том, что женский организм у млекопитающих и человека должен быть «физиологическим мозаиком», т. е. при наличии гетерозиготности по генам, сцепленным с полом, в женском организме можно обнаружить два типа клеток — с мутантным и с диким фенотипом. Beutler, Yeh и Fairbanks (1962) продемонстрировали это на примере гена недостаточности гдюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, сцепленного с полом: в эритроцитах гетерозиготной женщины было обнаружено два типа клеток — с активным и неактивным ферментом. В этом же году Davidson, Nitowsky и Childs обнаружил то же самое, показав наличие двух популяций фибробластов, эксплантированных от гетерозиготности женщины и отличающихся по активности фермента. McKusik (1962) установил мозаичный фенотип при гетерозиготности по гену «недержания пигмента» (incontinentia pig- men ti) у женщины. Rushton (1964) показал это на примере гена дефектной эмали (1964), Fudenburg и Hirschhorn (1964) обнаружили наличие двух популяций лейкоцитов, отличающихся друг от друга при гетерозиготности у женщины но гену агаммаглобулинемии.

По мере обнаружения заболеваний, связанных с аномалиями половых хромосом, а также в ходе экспериментальных исследований с применением радиоавтографии сложилось представление, что инактивированная Х-хромосома поздно реплицируется и в интерфазном ядре обладает положительным гетеропикнозом, давая тельце полового хроматина. Ołmo (1966) в целом ряде работ показал, что подобный механизм образования полового хроматина из одной инактивированной Х-хромосомы возник в процессе эволюции и имеется у большинства млекопитающих. Концепция инактивации одной Х-хромосомы помогает понять, почему при синдроме ноли-Х у женщин так мало фенотипических аномалий. По-видимому, это связано с тем, что только одна Х-хромосома в полисомном наборе активна, остальные инактивированы. Наличие множества фенотипических аномалий при конституции XXY, XXXY и ХО говорит о том, что вторая Х-хромосома у человека не может быть полностью инактивирована во всех стадиях развития. Изучение проблемы взаимоотношений фенотипа и кариотипа при аномалях половых хромосом позволило внести некоторые поправки в гипотезу инактивации одной Х-хромосомы. На основании такого рода исследований ряд авторов, в частности Fergusson-Smitn (1964), пришли к выводу, что Х-хромосома инактивируется не вся, в частности остается генетически активной часть короткого плеча. Кроме того, уже упоминавшиеся исследования, показавшие изменчивость полового хроматина в зависимости от стадии клеточного цикла и от метаболизма клетки, свидетельствуют о том, что инактивация Х-хромосомы не так строго фиксирована, как полагали раньше. Однако эти поправки нисколько не снижают научной ценности концепции инактивации, тем более, как оказалось в ходе радиоавтографических исследований, что в случаях трисомии по аутосомам лишние хромосомы подвергаются инактивации, являются поздно реплицирующимися. Это позволяет надеяться, что концепция инактивации приложима и к аутосомам.

Половой хроматин является выражением полового диморфизма на клеточном уровне. Он представляет собой внутриядерную структуру вполне определенной морфологии и является не чем иным, как гетерохроматизированной Х-хромосомой. Между половым хроматином и числом половых хромосом существуют вполне определенные взаимоотношения, что позволяет использовать половой хроматин как тест, сигнализирующий о состоянии половых хромосом. Инактивация Х-хромосомы, морфологически выражающаяся наличием в интерфазном ядре полового хроматина, является механизмом, при помощи которого достигается компенсация дозы генов, сцепленных с полом. Эта инактивация не является полностью необратимой, и наблюдения над изменчивостью полового хроматина дают надежду, что возможно овладение процессом инактивации и управление им.

 

close