За последнее время в нашу лабораторию поступило несколько вопросов по поводу нарушения развития пола у собак. Эта проблема пока что исследована достаточно слабо, но кое-что все-таки известно. В этой заметке мы решили просуммировать информацию о мутациях, нарушающих половое развитие у собак.
Но разговор о генетике развития пола требует небольшого предисловия. Как мы знаем, у собак, как и у человека, пол организма определяется комбинацией половых хромосом. Животное, у которого в наборе присутствуют хромосомы X и Y, в норме развиваются по мужскому типу, а животное с двумя X хромосомами - по женскому.
Развитие по мужскому типу связано с наличием Y хромосомы, на которой находится ключевой ген Sry. Этот ген, в свою очередь, запускает работу других генов, и, таким образом, приводит к формированию семенников и выработке ими мужского гормона - тестостерона.
Ген Sry необходим для самых первых этапов развития мужского организма - он является пусковым механизмом, запускающим взаимосвязанные многоступенчатые процессы. Очень многие дальнейшие события в формировании организма по мужскому типу зависят от наличия необходимого количества тестостерона.
Наличие и количество тестостерона детектируется клетками организма с помощью специальных белков-сенсоров. Если с ними связывается тестостерон, клетка понимает, что она находится в мужском организме. Если тестостерона совсем мало, клетки организма полагают, что они находятся в женском организме, независимо от комплектации половых хромосом в самих клетках! Если по каким-то причинам во время развития мужского плода тестостерона оказывается недостаточно, такой организм разовьется по женскому типу.
На настоящий момент у собак изучено три генетически обусловленных заболевания, приводящих к нарушению полового развития. Все они затрагивают процессы, связанные с гормональной регуляцией развития организма по мужскому типу. Рассмотрим, что за мутации их вызывают.
1. Мутация в гене Hsd17b3
У таксы с генотипом XY, но имеющей женские половые органы, была найдена мутация в гене Hsd17b3. Этот ген обеспечивает один из последних этапов превращения холестерина в тестостерон (да-да, как и другие стероидные гормоны, тестостерон получается из холестерина!).
Обнаруженная мутация нарушает этот процесс и количество тестостерона оказывается намного ниже необходимого для развития мужского организма. Из-за этого собака с мужским набором хромосом XY развилась по женскому типу.
2. Мутация в гене Nr5a1
Эта мутация была обнаружена у собаки породы йоркширский терьер с мужским набором хромосом XY, но имеющей уменьшенные и недоразвитые внешние половые органы мужского типа, а также двусторонний крипторхизм. Ген Nr5a1 регулирует активность многих других генов, участвующих в половом развитии, включая гены, участвующие в биосинтезе тестостерона. По-видимому, обнаруженная мутация вызывает недостаток этого гормона, что и привело к наблюдаемым нарушениям.
3. Мутация в гене Amhr2
В породе цвергшнауцер встречается нарушение полового развития, называемое синдромом персистирующего мюллерова протока. Мюллеров проток - это структура, из которой у женского организма формируются матка и фаллопиевы трубы. На ранних стадиях у эмбрионов мужского пола также формируется мюллеров проток, но позже он редуцируется под действием специального гормона. При нарушении этого механизма у кобелей наряду с нормальными половыми органами развиваются внутренние половые органы женского типа - матка и фаллопиевы трубы.
Ген Amhr2 необходим для восприятия гормонального сигнала, приводящего к редукции мюллерова протока у кобелей. Мутация в этом гене приводит к нарушению связывания специального гормона с клетками мюллерова протока и таким образом препятствует его исчезновению.
Следует отметить, что у собак известны и случаи неправильного полового развития при наличии двух X хромосом, то есть, у генетически женских организмов. Однако мутации, связанные с такими нарушениями пока не выявлены.
У таксы с генотипом XY, но имеющей женские половые органы, была найдена мутация в гене Hsd17b3. Этот ген обеспечивает один из последних этапов превращения холестерина в тестостерон (да-да, как и другие стероидные гормоны, тестостерон получается из холестерина!).
Эта мутация была обнаружена у собаки породы йоркширский терьер с мужским набором хромосом XY, но имеющей уменьшенные и недоразвитые внешние половые органы мужского типа, а также двусторонний крипторхизм. Ген Nr5a1 регулирует активность многих других генов, участвующих в половом развитии, включая гены, участвующие в биосинтезе тестостерона. По-видимому, обнаруженная мутация вызывает недостаток этого гормона, что и привело к наблюдаемым нарушениям.
В породе цвергшнауцер встречается нарушение полового развития, называемое синдромом персистирующего мюллерова протока. Мюллеров проток - это структура, из которой у женского организма формируются матка и фаллопиевы трубы. На ранних стадиях у эмбрионов мужского пола также формируется мюллеров проток, но позже он редуцируется под действием специального гормона. При нарушении этого механизма у кобелей наряду с нормальными половыми органами развиваются внутренние половые органы женского типа - матка и фаллопиевы трубы.