Araştırmacılar ilk kez Y kromozomuna ait hiçbir iz taşımayan ama testisleri ve diğer tüm özellikleri olan erkek fareler yetiştirmeyi başardı. Üstelik bu fareler sağlıklı olmakla kalmayıp, aynı zamanda üreyebiliyorlar; tabi küçük bir yardım ile.
Science dergisinde yayımlanan çalışmanın bulguları, biyolojinin en temel prensiplerinden biriyle çelişiyormuş gibi görünüyor: eğer bir organizma babasından X kromozomu alırsa dişi, Y kromozomu alırsa erkek olur. Y kromozomu, uzun süredir erkekliğin bir simgesi durumundaydı. Fakat son yıllarda bilim insanları, Y kromozomunun sonsuza kadar var olmama olasılığına ilişkin kanıtlar buldular. Şöyle ki, Y kromozomu insan evrimi esnasında korkutucu bir biçimde giderek küçülmekteydi.
“X kromozomu, çeşitli fonksiyonlara ait yaklaşık 1600 gen taşır. Fakat Y çok az gene sahiptir; yaklaşık 50 tane civarında ve bunların sadece 27’si Y’nin erkeğe özgü parçasındadır.” diye aktarıyor Avustralya’daki La Trobe Üniversitesi’nden genetikçi Jenny Graves. “Çok sayıda genin birden çok tekrarı mevcut. Bunların çoğu aktif olmayan bir şekilde, devasa DNA ilmekleri içerisinde yer alıyor. Y kromozomunun büyük bir kısmı tekrar eden “işe yaramaz DNA”dan oluşuyor. Dolayısıyla insanlarda Y kromozomu, ömrünün sonuna yaklaşmış, bozulmuş bir kromozomun bütün belirtilerini gösteriyor.”
166 milyon yıllık bir zaman aralığından bahsediyoruz; demek ki Y kromozomu her 1 milyon yılda, 1600 küsur tane geninden 10’unu kaybediyor. Graves’in hesabına göre şu anda üzerinde 4,5 milyon yıllık gen kalmış durumda; yani bilinen anlamda erkekliğin daha epey vakti var.
Peki Y kromozomu olmadan, omurgalıların hayatı nasıl olurdu?
2013 yılında, Hawaii Üniversitesi’nde üreme biyoloğu Monika Ward önderliğindeki araştırmacılar, büyüyen embriyonun erkek olarak gelişmesi için Y kromozomunun nasıl bir etkide bulunduğunu anlamaya karar verdi. Bütün genleri, sadece iki gene indirgediler: SRY ve Eif2s3y. 1990 yılında SRY geninin testis gelişimini başlatmaktan sorumlu olduğu keşfedildi; SRY geni mutasyona uğrayan Y kromozomlu bebekler dişi olarak gelişiyordu. Öte yandan Eif2s3y, sperm üretiminin başlamasından sorumluydu. Yani eğer bu iki gene sahipseniz, testisli ve spermli bir erkek oluveriyordunuz.
Peki bu iki gen de olmadan, bir organizma hala üreme yeteneğine sahip bir erkek olabilir mi? Yaptıkları son çalışmada Ward ve takımının öğrenmeyi amaçladıkları şey buydu. Sadece X kromozomuna sahip fareler yetiştirdiler ve bu iki önemli Y kromozomu genini, benzer fonksiyonları yüklenen X kromozomu genleri ile değiştirdiler. “SRY’nin yerini, genellikle SRY tarafından aktifleştirilen yani ‘bir sonraki’ gen aldı,” diye anlatıyor Ward. Bu genin aktif hale getirilmesini SRY’ye bırakmak yerine, araştırmacılar kendileri etkinleştirdi. Eif2s3y’nin yeri ise fareye sperm üretmesini söylemek için paralel çalışan X kromozomu genini aşırı sayıda çoğaltmakla dolduruldu.
Ortaya çıkan erkekler, gebe bırakabilecek tam birer damızlık olmadı ve çiftleşme potansiyeli olan dişilerin ilgisini çekmedikleri görüldü. Hem testislerinin küçük, hem de spermlerinin karmakarışık vaziyette olduğu saptandı. Bu erkeklerin spermlerinin hepsi kuyruksuzdu; bu da ciddi bir yardım söz konusu olmadan üreyemeyecekleri anlamına geliyordu.
Araştırmacılar, Y kromozomsuz erkeklerin kuyruksuz spermleri ile yapay döllenme gerçekleştirerek yavrular üretmeyi başardı. Y kromozomu olmayan bu farelerin erkek yavruları tamamıyla kısır oldu. Fakat dişi yavrular normal bir üreme yeteneğine sahipti; hatta tam anlamıyla üreyebilen erkek yavrular dünyaya getirdiler.
İlginç bir şekilde, bu kusurlu spermleri üretmek için Eif2s3y’nin X kromozomu versiyonunun en az 5 kopyası gerekirken, Y kromozomundan alınan Eif2s3y’nin sadece bir tanesi milyonlarca sağlıklı sperm üretmek için yetiyor. “Bu da, bu Y kromozomu geninin önemli olduğuna işaret ediyor” diyor Ward, Science News’den Tina Hesman Saey’e. Bu önemli, çünkü Y kromozomunun kayıtsız şartsız varolmaya devam etmesi konusunda haklı nedenler ortaya koyuyor. Yoksa önümüzdeki birkaç milyon yıl içinde insan genomunun dışında bırakılması da olası. “Çalışmamız, Y kromozomunun yok olacağı fikrini desteklemiyor. Çünkü X kromozomu muadillerinden çok daha verimli. Bu nedenle evrimsel bakış açısından bakarsak, Y kromozomundan kurtulmak hiç de mantıklı gelmiyor,” diye anlatıyor Ward.
Fakat Grave, çalışmanın sonuçlarının, insanların Y kromozomlarını muhtemelen kaybedeceğine dair fikirlerini doğruladığını söylüyor. “Bu, gayet önemli bir geninizi nasıl kaybedebileceğinize dair çok güzel bir örnek” diye anlatıyor. “Ayrıca Y kromozomunun hayatı sona erdiğinde ne olacağına dair bize bilgi sunuyor” diye de ekliyor.
Omurgalıların çoğunun X=dişi Y=erkek sisteminin dışında, tamamıyla farklı üreme sistemleri geliştirdiği de bir gerçek. Şu ana kadar, vahşi doğada iki kemirgen türünün, bazı sürüngenlerin de yaptığı gibi Y kromozomu olmadan ürediği bulundu. Ayrıca bazı kuş türleri ve yılanlar da, tamamıyla farklı cinsiyet kromozomlarına sahip, erkeklerde ZZ, dişilerde ZW şeklinde. Fakat Y kromozomunda farklı birşeyler var ve Ward’ın anlamaya çalıştığı şey bu. “Y kromozomundaki diğer tüm genlerin sorumlu olduğu işlevler var, erkek sağlığı, sperm üretimi, sperm sayısı gibi.” diye anlatıyor. “Burada Y kromozomunu ve erkekleri ortadan kaldırmaya çalışmıyoruz, aslında üzerinde çalışmak için daha uzun yıllar var ve bu nedenle Y kromozomunun olmasını istiyorum.”
Kaynak: http://bilimfili.com/y-kromozomuna-sahip-olmayan-erkek-fareler-yetistirildi/
“Scientists have bred male mice with no Y chromosomes – and they can still reproduce”, http://www.sciencealert.com/scientists-have-bred-male-mice-with-no-y-chromosomes-and-they-can-still-reproduce
Makale: “Two genes substitute for the mouse Y chromosome for spermatogenesis and reproduction”, http://science.sciencemag.org/content/351/6272/514?dom=pscau&src=syn , DOI: 10.1126/science.aad1795