... хоча відмінності ці перебільшувати не варто - навіть кінцеві ділянки хромосом, за якими визначають біологічний вік, виглядають у чоловіків і жінок однаково.
У всіх наших клітинах одні й ті самі гени. У них можуть бути мутації, однак і в м'язовій клітці, і в нейроні є ген білка глобина, ген інсуліну, ген ацетилхолінестерази тощо. Але чи варто нагадувати, що м "язова клітина не схожа на нервову? Вся справа в тому, що гени в різних клітинах працюють неоднаково.
Більше десяти років тому велика міжнародна команда дослідників почала проект GTEx (Genotype-Tissue Expression), мета якого була визначити активність всіх генів у всіх тканинах і органах людини. Зразки 49 тканин брали у 838 донорів - загиблих здорових людей переважно похилого віку. У кожного з донорів, по-перше, повністю читали ДНК. По-друге, в кожній тканині аналізували кількість різної РНК. Як відомо, генетична інформація з генів у ДНК спочатку зчитується в молекулу матричної РНК (мРНК), а потім на молекулі мРНК вже синтезуються білки (для простоти ми не говоримо про великий клас РНК, які не кодують білків і які самі по собі виконують різні важливі функції в клітці). Чим активніше ген, тим більше мРНК з нього зчитується. Тому за рівнем різних мРНК можна зрозуміти, де які гени більш активні, а які менш.
Активність гена залежить від особливих регуляторних послідовностей, які теж записані в ДНК - тобто одні ділянки ДНК впливають на інші. Співставляючи генетичний текст в ДНК з кількістю різних РНК у різних людей, можна зрозуміти, які регуляторні ділянки в ДНК впливають на той чи інший ген. Такі ділянки (або локуси) в ДНК називаються eQTL, expression quantitative trait loci, що можна приблизно перевести як локуси, що визначають рівень активності.
За результатами роботи днями була опублікована ціла пачка з п'ятнадцяти статей в Science, Science Advances, Cell та інших журналах. Тепер по карті тканинної генетичної активності для кожного гена можна перевірити, як він повинен працювати в певному органі або його частині (тому що з кожного органу брали кілька зразків). З іншого боку, пошукавши у людини в геномі якусь регуляторну ділянку (eQTL), можна оцінити, як будуть працювати ті чи інші гени. Саме гени - тому що кожен регуляторний eQTL впливає більш ніж на два гена.
Інший важливий результат стосується теломер - кінцевих ділянок хромосом, які вкорачуються з кожним поділом клітини. За теломерами часто оцінюють біологічний вік: чим вони коротші, тим організм старший. Але зазвичай для вимірювання теломер беруть клітини крові. А що, якщо різні тканини старіють по-різному?
Дослідники оцінили довжину кінцевих ділянок хромосом в 23 тканинах, і прийшли до висновку, що кров дійсно дозволяє судити про вік в цілому: теломери в клітинах крові вкорінюються пропорційно теломерам в інших тканинах. При цьому не підтвердилися більш ранні роботи, в яких жіночі теломери були в середньому довшими за чоловічих - тобто ні у жінок, ні у чоловіків переваги по теломерах немає. Що по-своєму цікаво, оскільки вважається, що жінки взагалі живуть довше за чоловіків. Ймовірно, вся справа в тому, що теломери - істотний, але не єдиний індикатор віку. Крім того, не вдалося побачити сильного вкорочення теломер у курців (тут варто зауважити, що рак легень може виникнути і без укорочення теломер).
До речі, про жінок і чоловіків. Міжполові відмінності важко ігнорувати, і всі ми знаємо, що чоловіки і жінки відрізняються статевими хромосомами і що у чоловіків і жінок різний гормональний фон. Очевидно, це повинно позначатися на роботі генів. Дійсно, дослідники з'ясували, що 37% наших генів працюють по-різному у чоловіків і жінок хоча б в якійсь одній тканині. Причому деякі гени, умовно кажучи, «діють» тільки у якоїсь однієї статі. Наприклад, у чоловіків з різними варіантами гена DPYSL4 буде різний відсоток жиру в тілі. А ось у жінок ген DPYSL4 на жир в тілі не впливає - це не означає, що ген не працює, просто кількість жирової тканини залежить від інших генів. Точно так само у чоловіків з різними варіантами гена CLDN7 буде різна маса тіла при народженні. У жінок маса тіла при народженні пов'язана з іншим геном - HKDC1.
Багато генів, чия активність залежить від статі, пов'язані з хворобами, але про їхні «статеві» відмінності досі нічого не знали. Очевидно, ця інформація стане в нагоді в персоналізованій терапії, коли хворого лікують відповідно до його індивідуальних генетичних особливостей. Однак автори роботи зауважують, що хоча «полозалежних» генів виявилося дуже багато, сама активність у них змінюється не дуже сильно. Якщо брати в цілому, то міжполові генетичні відмінності між чоловіками і жінками не дуже великі. Підкреслимо, що це саме якщо брати в цілому - тому що гени, від яких залежать, скажімо, первинні і вторинні статеві ознаки, працюють у чоловіків і жінок сильно по-різному.
Що ще впливає на активність генів? Наприклад, вік - але ось тут в отриманих даних є пробіл. Вище ми говорили, що зразки брали здебільшого у людей в літах; крім того, щоб проаналізувати вікові відмінності в масштабах всього геному, потрібно ще більше матеріалу. (До речі, можливо, що і міжполові відмінності по-різному проявляються в різному віці.) Деякі фахівці, як пише портал The Scientist, взагалі сильно сумніваються в достовірності результатів, тому що зразки брали вже у мертвих, а не у живих людей. З іншого боку, де взяти здорових добровольців, які дозволили б взяти шматочок тканини з надр власного мозку? Наступні дослідження, швидше за все, будуть сильно коригувати цю карту тканинної активності генів, але, так чи інакше, нові дані буде з чим порівнювати.