Рост — одно из самых очевидных различий, связанных с полом, наблюдаемых у людей, поскольку мужчины в среднем на 13 см (5 дюймов) выше женщин. Половые гормоны, безусловно, играют важную роль в развитии этого диморфизма, но они не являются единственными действующими факторами.
Хотя ученые давно подозревали, что генетика способствует этим различиям, биологические механизмы, лежащие в основе этого полового диморфизма, не зависящие от гормонов, оставались неясными, пока группа исследователей из США не пролила на него свет в своем исследовании, опубликованном в PNAS.
Группа исследователей проанализировала большой набор данных, включающий 928 605 взрослых участников, включая 1225 взрослых с анеуплоидиями половых хромосом (SCA) — генетическими заболеваниями, при которых у людей наблюдается аномальное количество хромосом X или Y, либо дополнительных, либо отсутствующих.
Они обнаружили, что наличие дополнительной Y-хромосомы приводит к большему увеличению роста по сравнению с дополнительной X-хромосомой, независимо от влияния мужских гормонов.
Половые хромосомы X и Y негомологичны, то есть они не разделяют много генных последовательностей или структур, но обе содержат ген под названием SHOX, расположенный в псевдоаутосомном регионе 1 (PAR1), небольшом участке, где хромосомы X и Y разделяют идентичность последовательности и работают как обычная хромосома. Ген SHOX играет ключевую роль в влиянии на рост.
У женщин большая часть Х-хромосомы инактивирована, за исключением PAR1, который избегает Х-инактивации, и как у мужчин, так и у женщин обычно имеется две активные копии гена PAR1.
Исследования показали, что SHOX и другие гены в регионе PAR1 имеют более низкие уровни экспрессии в неактивной X-хромосоме (Xi), что позволяет предположить, что они лишь частично защищены от подавления.
Это частичное подавление означает, что у мужчин (46,XY) могут быть более высокие уровни SHOX, поскольку он экспрессируется как в X, так и в Y хромосомах, по сравнению с женщинами (46,XX) с двумя X хромосомами. Эта разница в экспрессии генов особенно заметна в тканях опорно-двигательного аппарата, что объясняет половые различия в росте и высоте.
Исследователи собрали данные из трех генетических биобанков — MyCode и All of Us из США и британского биобанка — и сравнили рост 928 605 взрослых участников, включая тех, у кого были SCA (45,X; 47,XXY; 47,XYY; 47,XXX). Они использовали многомерную линейную регрессию, статистический инструмент анализа данных, для моделирования эффектов неактивной X-хромосомы, Y-хромосомы, мужских половых гормонов и клинических признаков, связанных с генетическими нарушениями, такими как синдром Клайнфельтера и синдром Тернера.
Результаты показали, что вклад Y-хромосомы в рост был больше, чем вклад второй X-хромосомы, независимо от гормональных различий.
Наличие дополнительной хромосомы Y у мужчин может объяснить до 22,6% средней разницы в росте между мужчинами и женщинами, что является закономерностью для различных групп предков. Кроме того, было обнаружено, что патогенные варианты SHOX снижают рост более значительно у мужчин, чем у женщин.
Исследователи подчеркивают, что понимание генетических основ полового диморфизма имеет решающее значение не только для таких признаков, как рост, но и для раскрытия биологических механизмов, лежащих в основе гендерных различий в возникновении аутоиммунных, нейропсихиатрических и других заболеваний.
