определение пола у млекопитающих
XI. Как определяется пол
Рис. 25. Хромосомы самок и самцов дрозофилы
Определение пола у дрозофилы
Рис. 26. Определение пола у дрозофилы
Определение пола у млекопитающих
Механизм распределения Х- и Y-хромосом при образовании половых клеток приводит к тому, что в каждом поколении рождается примерно одинаковое число самцов и самок.
Два типа сперматозоидов, определяющих мужской и женский пол, образуются в равных количествах. Рождение несколько большего числа мальчиков, чем девочек, относят за счет большей вероятности оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом, несущим Y-хромосому.
Определение пола у птиц
* ( Хромосом у птиц так много, что бывает трудно различить, отдельные хромосомы. Возможно, Y-хромосома вообще отсутствует. Тогда в половине яйцеклеток совсем не было бы половой хромосомы и самку нужно было бы обозначать ХО, а не XY. В данном случае использовано обозначение XY, поскольку оно более универсально.)
Итак, все сперматозоиды относятся к одному типу: каждый из них, помимо аутосом, несет одну Х-хромосому. Яйцеклетки же бывают двух типов: одна половина из них несет Х-, а другая Y-хромосому. Поскольку вероятность оплодотворения яйцеклетки не зависит от ее типа, то одна половина птенцов начинает развиваться из зигот, несущих две Х-хромосомы, и превращается в самцов, а другая половина птенцов из зигот, несущих Х- и Y- хромосомы, и превращается в самок.
Если обозначить один набор аутосом буквой А, то определение пола у птиц может быть выражено следующей схемой:
У млекопитающих, так же как у дрозофил и птиц, тот пол, у которого образуются гаметы разных типов, называется гетерогаметным. Противоположный пол, образующий только гаметы, несущие Х-хромосомы, называется гомогаметным.
Таблица 10
Однако не у всех видов животных пол определяется Х- и Y-хромосомами. Некоторые из них, подобно большинству растений, имеют мужские и женские органы в одной и той же особи; к этой группе принадлежат земляные черви и садовые улитки. В таких случаях определение пола совершенно не связано с генотипом.
Выводы
1. У многих видов пол определяется парой хромосом, называемых половыми хромосомами. Остальные хромосомы называются аутосомами.
2. Особи одного пола имеют две однотипные половые хромосомы, называемые Х-хромосомами. Этот пол называется гомогаметным, поскольку такие особи образуют только один тип гамет.
6. При оплодотворении формируется примерно одинаковое число зигот как с хромосомами XX, так и с хромосомами XY. Этим объясняется, что у видов с таким способом определения пола новорожденных самцов и самок бывает примерно одинаковое количество.
Задание
В приложении 4 изображена схема семьи, состоящей из двух детей, их родителей, бабушек и дедушек. На схеме Х-хромосомы матери отличны от Х-хромосомы отца.
Изобразите половые хромосомы лиц старшего поколения и детей. Используйте одинаковую штриховку для всех Х-хромосом, имеющих общее происхождение. С помощью этой схемы ответьте на следующие вопросы.
1. Кому передает отец Y-хромосому?
2. Кому он передает Х-хромосому?
3. Кому передает мать свои Х-хромосомы?
4. От кого мальчик наследует Y-хромосому?
5. От кого он наследует Х-хромосому?
6. От кого девочка наследует свои Х-хромосомы?
7. От кого из бабушек или дедушек мальчик наследует Y-хромосому?
8. От кого из них он наследует Х-хромосому?
9. От кого из них девочка наследует свои Х-хромосомы?
Генетика пола. наследование, сцепленное с полом. Механизмы определения пола
Вопрос 1. Какие хромосомы называют половыми?
Половые хромосомы — это пара хромосом, которые различаются у мужских и женских особей одного биологического вида. У оного из полов это, как правило, две одинаковые крупные хромосомы (Х-хромосомы, генотип XX); у другого — одна Х-хромосома и одна меньшая по размеру У-хромосома (генотип ХУ). У некоторых видов мужской пол формируется при отсутствии одной половой хромосомы (генотип XO).
Вопрос 2. Что такое аутосомы?
Аутосомы — это пары хромосом, которые идентичны у особей одного биологического вида, относящихся к разным полам. Число пар аутосом равно числу пар хромосом в генотипе минус единица (одна пара половых хромосом). Так, у человека 22 пары аутосом, у дрозофилы — 3 пары. Всем аутосомам каждого биологического вида даны порядковые номера в соответствии с их размером (первая — самая большая; последняя — самая короткая и, следовательно, несущая меньше всего генов).
Вопрос 3. Что такое гомогаметный и гетерогаметный пол?
Пол, имеющий две одинаковые половые хромосомы (XX), называется гомогаметным, так как он образует только один тип гамет, содержащих Х-хромосому. Пол, определяемый различными половыми хромосомами (ХY), называется гетерогаметным, так как образует два типа гамет: содержащих X- и Y-хромосомы соответственно.
У человека гомогаметен женский пол (генотип ХX), гетерогаметен мужской (генотип ХУ).
Вопрос 4. Когда происходит генетическое определение пола у человека и чем это обусловлено?
Пол будущего организма у человека определяется в момент оплодотворения и зависит от того, какой из сперматозоидов оплодотворит яйцеклетку. При оплодотворении яйцеклетки сперматозоидом, содержащим Х-хромосому, в зиготе будут две Х-хромосомы и из нее разовьется женский организм. При оплодотворении яйцеклетки сперматозоидом с Y-хромосомой в зиготе будут содержаться Х- и Y-хромосомы и она даст начало мужскому организму. Нетрудно заметить, что образование сперматозоидов с X и Y-хромосомами равновероятно и, следовательно, механизм гаметогенеза определяет не только пол, но и примерное численное равенство полов в каждом поколении.
Рис. 1. Схема скрещивания организмов.
У всех млекопитающих, человека и мухи дрозофилы гомогаметным является женский пол, а гетерогаметным – мужской.
Гомогаметный пол дает один тип гамет, а гетерогаметный (гемизиготный) – два типа гамет.
Вопрос 6. Объясните, что такое наследование, сцепленное с полом.
В половых хромосомах могут находиться гены, не имеющие отношение к развитию половых признаков. Так, в Х-хромосоме дрозофилы находится ген, определяющий окраску глаз. Х-хромосома человека содержит ген, обусловливающий свертываемость крови (Н). Его рецессивная аллель (h) вызывает тяжелое заболевание, характеризующееся пониженной свертываемостью крови, — гемофилию. В этой же хромосоме есть гены, определяющие нечувствительность к красному и зеленому цвету (дальтонизм), форму и объем зубов, синтез ряда ферментов и т. д.
В отличие от генов, локализованных в аутосомах, мри сцеплении с полом может проявиться и рецессивный ген, имеющийся в генотипе в единственном числе. Это происходит в тех случаях, когда рецессивный ген, сцепленный с Х-хромосомой, попадает в гетерогаметный организм. При кариотипе XУ рецессивный ген в Х-хромосоме проявляется фенотипически, поскольку У-хромосома негомологична Х-хромосоме и не содержит доминантной аллели.
Рассмотрим законы наследования признаков, сцепленных с полом, установленные Морганом, на следующем примере. В брак вступают женщина-дальтоник (рецессивный признак) и мужчина с нормальным цветовосприятием (рис. 2.). Рассматривая цитологическое обоснование наследования этого признака в данном браке, видим, что сыновья свою единственную Х-хромосому получают от матери, следовательно, будут иметь подобный ей фенотип по данному признаку (дальтонизм). Дочери получают одну Х-хромосому от матери (с рецессивным геном дальтонизма), а другую Х-хромосому от отца (с доминантным геном нормы по дальтонизму), поэтому они будут иметь нормальное зрение. Видим, что фенотипический признак отца перешел к дочерям, а от матери – сыновьям (крисс-кросс наследование).
Рис. 2. Наследование признаков сцепленных с полом (при рецессивности гомогаметного пола).
В случае если мать имеет нормальное зрение и гомозиготная, а отец дальтоник, то все дети будут иметь нормальное цветовосприятие (рис. 3.).
Рис. 3. Наследование цветовой слепоты (женщина – доминантна и гомозиготная, а супруг – дальтоник).
Если их дочь выйдет замуж за здорового мужчину, то возможное соотношение фенотипов у их детей будет (рис. 4).
Рис. 4. Наследование цветовой слепоты (женщина – гетерозиготная, а супруг здоров).
Особенности определения пола у млекопитающих
А. М. Ефимов, научный сотрудник лаборатории биосистематики БИН РАН, Санкт-Петербург
К древним временам восходят мечты человечества контролировать пол собственного потомства и домашних животных. Соответствующие инструкции для родителей содержатся в Талмуде, среди древних философов проблемой определения пола интересовались Демокрит, Эмпедокл, Аристотель. Советы и рекомендации, содержащиеся в античной литературе, в основном сводились к воздействию на физиологию оплодотворения, влиянию расположения небесных светил на соотношение полов потомства. Только сейчас, благодаря результатам молекулярной генетики, стало возможным генетическое детерминирование пола на практике.
В промышленном производстве животных всегда существует потребность особей одного пола: для воспроизводства стада и производства молока — самок, для получения мяса или шерсти — самцов. В первом случае многократное использование самцов или переход на искусственное осеменение позволяет значительно снизить необходимое для размножения количество самцов, отсюда понятна экономическая целесообразность сдвига полового состава потомства в сторону самок. С другой стороны, например, у баранов, живая масса почти в два раза, а настриг шерсти — на 30 % выше, чем у овец. При одинаковых условиях откорма среднесуточный прирост живой массы бычков на 20-30 % выше, чем у телок. Для воспроизводства стада в ремонтных целях необходимо ежегодное пополнение особями женского пола. Однако для поддержания постоянного поголовья достаточно иметь 15-30 % самок в ежегодном приплоде, а от дополнительного количества самцов получать до 20 % добавочной мясо-шерстной продукции (1).
Задача планирования и поддержания определенного соотношения полов не возникает при мясо-молочном животноводстве, но при этом понятна невозможность безграничного наращивания продукции интенсивным путем за счет увеличения общего поголовья. Ранняя выбраковка животных по полу — не самый лучший способ сдвига соотношения полов в стаде, так как снижается поголовье, и существуют различия в оплате кормов при дозабойном содержании между полами. Даже на этих примерах можно предположить, что эффективность селекции и разведения может повыситься за счет переноса типированных по полу эмбрионов.
Так как генетическая программа, необходимая для детерминации пола, реализуется при оплодотворении, то понятен интерес к исследованию этого процесса и поиска подходов для воздействия на него и применения их на практике.
Сейчас опубликовано несколько десятков методических подходов по разделению сперматозоидов и эмбрионов по полу у человека и животных, в той или иной степени успешных. Однако при промышленном животноводстве необходимо, чтобы эти приемы были достаточно простыми, недорогими и не отражались на жизнеспособности эмбрионов.
Существуют несколько вариантов решения проблемы соотношения полов: искусственный отбор гамет, идентификация пола и избирательная трансплантация эмбрионов, гормональная регуляция формирования половых признаков, молекулярно-генетические и генно-инженерные методы изменения полов.
Достигнут определенный прогресс в разработке методов фракционирования сперматозоидов по полу, особенно перспективными представляется иммунологический и электрофоретический подходы, основанные на различиях в антигенных и других свойствах поверхности, обусловленных, вероятно, экспрессией генов половых хромосом. Однако, убедительных данных об экспрессии гаплоидного генома при сперматогенезе или созревании спермиев не получено.
Недостаток независимо подтвержденных данных о возможностях того или иного метода фракционирования спермы не позволяет с определенностью утверждать, что в настоящее время существует препаративный метод, обладающий требуемой производительностью и сохраняющий жизнеспособность клеток. Проблема в принципиальном плане разрешима с применением флуоресцентной микроскопии или оптической цитометрии, но пока без сохранения фертильности сперматозоидов. Метод оптической цитометрии представляется наиболее надежным и быстрым при оценке любых других методов фракционирования спермы.
Клонирование У-специфических последовательностей геномной ДНК, экспрессирующихся в тканях самца, позволяет надеяться на ближайший прогресс в понимании механизмов регуляции пола у млекопитающих.
В настоящее время реальны первые эксперименты по переносу генов, связанных с дифференциацией пола у животных. Необходимы тщательно продуманные эксперименты по получению фертильных особей одного пола. Более простая задача — получение стерильных жизнеспособных животных.
Решена практическая задача определения пола ранних эмбрионов сельскохозяйственных животных с помощью выделенных генно-инженерными методами У-специфических зондов. Сейчас такие клонированные У-последовательности имеются в Англии, Австралии, США, Франции, причём используются в основном в коммерческих целях. Вероятность правильного определения пола с использованием ПЦР-техники близка к 100 %. Причём автоматизация всего процесса от разделения и идентификации по полу эмбрионов до трансплантации позволяет эти трудоёмкие и рутинные методы сделать экономически выгодными и технологичными.
2. Eicher E. M., Washburn L. L. — An. Rev. Genet., 1986, v. 20. — p. 297-304.
3. Washburn L. L., Eicher E. M. — Nature, 1983, v. 303 — p. 338-340.
Система определения пола в зависимости от температуры встречается у некоторых рептилий и рыб.
СОДЕРЖАНИЕ
Механизмы
Млекопитающие
В 1930-х годах Альфред Йост определил, что наличие тестостерона необходимо для развития Вольфова протока у кроликов-самцов.
Другие животные
Растения
Другие системы
Влияния
Генетический
В интервью для веб-сайта Rediscovering Biology исследователь Эрик Вилен описал, как парадигма изменилась с момента открытия гена SRY:
Долгое время мы думали, что SRY активирует каскад мужских генов. Оказывается, путь определения пола, вероятно, более сложен, и SRY может фактически ингибировать некоторые антимужские гены.
Идея состоит в том, чтобы вместо упрощенного механизма, с помощью которого у вас есть про-мужские гены, идущие на всем пути к созданию самца, на самом деле существует прочный баланс между про-мужскими генами и антимужскими генами, и если есть немного слишком большая часть генов, направленных против мужчин, может родиться женщина, а если генов, выступающих за мужчин, будет слишком много, то будет рожден мужчина.
Мы [входим] в новую эру в молекулярной биологии определения пола, где это более тонкая доза генов, некоторые про-мужские, некоторые за-женские, некоторые анти-мужские, некоторые анти-женские, которые все взаимодействуют друг с другом, а не простой линейный путь генов, идущих один за другим, что делает его очень увлекательным, но очень сложным для изучения.
Подразумеваемое
Изучение генетических детерминант пола человека может иметь самые разные последствия. Ученые изучали различные системы определения пола у плодовых мушек и животных моделей, чтобы попытаться понять, как генетика половой дифференциации может влиять на биологические процессы, такие как размножение, старение и болезни.
Материнская
Недавние исследования показывают, что человеческие яйцеклетки могут вырабатывать химическое вещество, которое привлекает сперму и влияет на их плавательные движения. Однако не все сперматозоиды подвергаются положительному воздействию; некоторые, кажется, остаются без влияния, а некоторые фактически отходят от яйца.
Также возможно материнское влияние, которое повлияет на определение пола таким образом, что родятся разнояйцевые близнецы с равным весом между одним мужчиной и одной женщиной.
Было обнаружено, что время, когда происходит осеменение во время цикла течки, влияет на соотношение полов в потомстве людей, крупного рогатого скота, хомяков и других млекопитающих. Гормональный фон и уровень pH в женских половых путях меняются со временем, и это влияет на соотношение полов в сперматозоидах, которые достигают яйцеклетки.
Также имеет место гибель эмбрионов в зависимости от пола.
История
Древние идеи определения пола
Аристотель ошибочно полагал, что пол младенца определяется тем, сколько тепла было у мужской спермы во время оплодотворения. Он написал:
. сперма самца отличается от соответствующей секреции самки тем, что она содержит внутри себя такой принцип, который вызывает движения также в эмбрионе и тщательно продумывает окончательное питание, в то время как секреция женский содержит только материал. Итак, если преобладает мужской элемент, он втягивает в себя женский элемент, но если он преобладает, он превращается в противоположность или разрушается.
Аристотель ошибочно утверждал, что мужской принцип был движущей силой определения пола, так что, если мужской принцип был недостаточно выражен во время воспроизводства, плод разовьется как женский.
Генетика 20 века
Все эти наблюдения приводят к консенсусу, что доминантный ген, определяющий развитие семенников ( TDF ), должен существовать на Y-хромосоме человека. Поиск этого фактора, определяющего семенник (TDF), привел группу ученых в 1990 г. к открытию области Y-хромосомы, необходимой для определения мужского пола, которая была названа SRY (определяющая пол область Y-хромосомы).
Кем быть: определение пола в животном мире
Люди довольно давно задумались над вопросом: от чего зависит рождение мальчика или девочки. Возможно, сильные мира сего, которым было важно произвести на свет наследника мужского пола, первыми стали размышлять над тем, как увеличить шансы на успех.
Аристотель полагал, что выбор пола определяется теплом мужчины во время зачатия. Чем горячее страсть, тем выше вероятность рождения мальчика. Если же родитель не молод, но желает обзавестись сыном, Аристотель советовал зачинать ребенка летом, когда тепло. Со времен Аристотеля и до начала XX века ученые связывали определение пола с внешними условиями: температурой, питанием родителей и так далее. Лишь в 1905 году был обнаружен известный теперь даже школьнику факт: пол зависит от хромосомного набора. У мужчин есть две половые хромосомы X и Y, а у женщин – X и X.
Если есть Y-хромосома – это всегда мальчик. Даже если в результате сбоев в развитии у человека будет две, три, четыре X-хромосомы при одной Y-хромосоме, это единственной хромосомы будет достаточно для рождения мальчика. Правда, в этих случаях патология всё-таки проявляется (так называемый синдром Клайнфельда). Мужчины с набором хромосом XXY обычно бесплодны, у них несколько снижен интеллект, есть и другие аномалии в развитии. Если же Y-хромосомы нет, а есть только одна половая хромосома X, рождается девочка с целым набором аномалий в развитии (синдром Шерешевского-Тернера).
Если быть более точным, рождение мальчика обуславливает не вся Y-хромосома, а лишь определенный ее участок, который получил название SRY (sex determining region Y). Ген SRY у эмбриона человека заставляет зачаток его половых желез формироваться в мужские железы. Затем железы начинают выделять свои гормоны, которые и направляют всё развитие организма по мужскому типу.
Y-хромосома может оказаться «бракованной», с отсутствующим плечом. Если у нее нет плеча, содержащего SRY, то получится девочка (хоть и с набором хромосом XY). Если у Y-хромосомы отсутствует другое плечо – мальчик. Более того, существуют даже мужчины с набором XX, но у них в результате мутации участок SRY из Y-хромосомы перенесся в X-хромосому (транслокация). Такой хромосомный набор имеет приблизительно один мужчина на 20 тысяч.
Определение пола такого типа (XX – самка, XY – самец) характерно и для подавляющего большинства других млекопитающих. Если же мы обратимся к другим позвоночным животным – рептилиям и птицам, то встретим противоположную систему. У них две одинаковых половых хромосомы свойственны самцам, а разные – самкам. Хромосомные наборы в этом случае обозначаются ZZ (у самцов) и ZW (у самок).
Есть более редкие типы определение пола, в которых одна из двух половых хромосом может отсутствовать. Их два, в одном у самок набор XX, а у самцов X0 (нулем обозначается отсутствие хромосомы), во втором у самцов набор ZZ, а у самок Z0. Эти типы встречаются, например, у некоторых насекомых.
Определение пола по типу X0/XX имеется у популярного лабораторного животного – нематоды Caenorhabditis elegans, только у нее набор X0 имеют самцы, а XX – не самки, а гермафродиты. При этом гермафродиты способны к самооплодотворению, в результате которого рождаются новые гермафродиты (и лишь 0,02% самцов). Самцы же могут оплодотворять гермафродитов, причем их сперма имеет преимущество в конкурентной борьбе, поэтому в этом случае появляется равное количество самцов и гермафродитов.
Иногда пол определяется нестандартно. У другого популярного лабораторного объекта – мухи-дрозофилы – определение пола обусловлено соотношением между X-хромосомами и неполовыми хромосомами (аутосомами). Если число X-хромосом равно числу аутосом, то появляется самка, если X-хромосом в два раза меньше, чем аутосом, то самец. Есть более редкие случаи. При соотношении X-хромосом и аутосом в пропорции два к трем, развиваются так называемые «интерсексы». Если на одну X-хромосому приходятся три аутосомы, то получаются «метасамцы», а если X-хромосом больше, чем аутосом, рождаются «метасамки». «Метасамцы» и «метасамки» обычно мало жизнеспособны. Y-хромосомы у дрозофил тоже есть, но они не участвуют в определении пола, а лишь отвечают за способность самцов оставить потомство.
Более того, одна муха дрозофила может иметь как женские, так и мужские клетки, то есть одни части мухи имеют вид, характерный для самок, а другие – для самцов. Это происходит, когда при эмбриональном развитии какие-то из клеток утрачивают одну из X-хромосом (равновесие нарушается и развитие идет по мужскому типу). У млекопитающих общее развитие регулируется гормонами, но у насекомых половых гормонов нет, и каждая клетка «выбирает» пол, исходя из доставшегося ей хромосомного набора. Подобные особи называются гинандроморфами. Гинандроморфы встречаются и среди других насекомых.
Крупный палочник Heteropteryx dilatata. Гинандроморф.
Бабочка голубянка икар (Polyommatus icarus). Гинандроморф.
А вот к кому подходили слова Аристотеля о зависимости пола ребенка от тепла, так это к черепахам и крокодилам. У большинства черепах, всех видов крокодилов, а также у некоторых ящериц температура, при которой развиваются яйца, определяет появление на свет самцов или самок. Как правило, из яиц, инкубируемых при более низкой температуре, появляется какой-то один пол, из яиц, инкубируемых при более высокой температуре, другой, и лишь небольшой температурный промежуток со средним значением обеспечивает наличие и самцов, и самок. Для морской черепахи Caretta caretta температура ниже 28°С влечет рождение одних самцов, выше 32°С – исключительно самок, но если она будет в диапазоне от 28°С до 32°С, родятся и те, и другие.
Связь между соотношением полов и температурой инкубации у некоторых видов ящериц и черепах.
В 1982 году Фергюссон и Джоанен выдвинули гипотезу, согласно которой этим свойством обладали также и динозавры. Следовательно, вымирание динозавров вызвано тем, что из-за климатических изменений у них вылуплялись детеныши только одного пола. Совсем недавно в научном журнале Nature Climate Change была опубликована статья, авторы которой полагают, что по той же причине вымирание может грозить морским черепахам. Из-за потепления среди их потомства рождается всё меньше самцов. В данный момент на островах Зеленого Мыса, если яйца черепах отложены на пляжах со светлым песком, вылуляется 70,10% самок, а если песок темный, то 93,46% самок.
Существует донное морское животное Bonellia viridis. Ранее оно с группой родственных видов включалось в тип кольчатых червей, теперь относится к отдельному типу – эхиурид (Echiurida). Микроскопическая личинка бонеллии снабжена ресничкам, благодаря которым движется в толще воды. Затем она опускается на дно и «решает», какой пол выбрать, став взрослой бонеллией. Если она окажется на грунте, то превратиться в самку – зеленоватое червеобразное существо с раздвоенным хоботком, длинной до 15 см. Но если личинка опустится на хоботок другой самки бонеллии, то она станет самцом. Самцы бонеллий очень напоминают личинок. Длина их всего 1—3 мм. Они заползают в тело самки, где и живут, ведя, прямо скажем, паразитический образ жизни, в ее половой системе. Там они оплодотворяют яйца, яйца попадают в воду, из них выходят плавающие личинки, и всё повторяется. Появление самцов бонеллий не зависит от генов, а вызывается веществами, которые выделяются из хоботка самки. Своеобразный жизненный цикл бонеллий с самцами-паразитами открыл еще 1868 году зоолог Александр Ковалевский, а вот механизм определения пола у них выяснили позднее.
Морские брюхоногие моллюски вида Crepidula fornicata отличаются тем, что заползают друг на друга, образуя пирамиды. Изначально все они самцы. Потом их репродуктивная система атрофируется, но через какое-то время возникает снова. При этом вторичном развитии определение пола зависти от места моллюска в пирамиде. Моллюск, прикрепленный к самке, становится самцом. Но из-за наличия многочисленных самцов некоторые из них становятся самками. Если же моллюск стал самкой, в самца он уже превратиться не может.
Группа моллюсков Crepidula fornicata
В середине мая журнал Nature опубликовал статью большой группы японских биологов, исследовавших механизм определения пола у тутового шелкопряда (Bombyx mori). Казалось бы, у шелкопряда довольно распространенная система ZZ – самцы, ZW – самки. Но исследователи не смогли обнаружить ни одного белка, который бы кодировала W-хромосома шелкопряда. Более того, методами биоинформатики они не сумели найти ни одной последовательности на этой хромосоме, которая хотя бы напоминала что-то кодирующее белок.
Как же хромосома влияет на пол? Ученые смогли выяснить, что на W-хромосоме создаются специфические малые молекулы РНК – так называемые piwi-РНК. Механизм, который определяет пол шелкопряда, напоминает РНК-интерференцию. Только в ней участвуют не малые интерферирующие РНК или микроРНК, а эти самые piwi-РНК. Они блокируют действие гена, находящегося на Z-хромосоме и определяющего развитие самца. В результате бабочка становится самкой. Это первый известный науке случай, когда пол определяется при помощи РНК.
Работа японских ученых имеет не только теоретическое значение. Специалисты по шелководству давно хотели бы научиться манипулировать определением пола у гусениц шелкопряда, так как самцы дают шелк куда более высокого качества.