Muizen zonder y-chromosoom kunnen ook baby's maken, dus waar dient het voor?

Onderzoekers zijn al lang op zoek naar de precieze functie van dit chromosoom.
29 januari 2016, 10:03am

Wordt het man-zijn bepaald door het y-chromosoom? Bij muizen blijkt dat niet zo te zijn, blijkt uit een nieuw onderzoek.

Het y-chromosoom is een keten van genen gelinkt aan de mannelijke ontwikkeling van zoogdieren. Sinds de ontdekking ervan, meer dan 100 jaar geleden, is het y-chromosoom een symbool geworden voor mannelijkheid. In een paper dat vandaag is gepubliceerd in het vakblad Science laten onderzoekers echter zien dat mannelijke muizen zich ook voort kunnen planten zónder y-chromosoom. Onderzoekers vroegen zich al lang af wat precies de functie van het chromosoom is en deze resultaten beantwoorden een aantal van hun vragen.

"Het y-chromosoom is uniek, omdat het tot heel kort geleden niet mogelijk was om uit te zoeken wat de functie van deze genen is," zegt Monika Ward, een genetisch onderzoeker aan de universiteit van Hawaii en co-auteur van het onderzoek. "We zijn erg geïnteresseerd om uit te zoeken hoe de genen van dit chromosoom functioneren."

Twee jaar geleden lieten Ward en haar mede-onderzoekers zien dat er slechts twee genen van het y-chromosoom nodig waren om een mannelijke muis nageslacht te kunnen produceren: SRY en Eif2s3y. (Genennamen zijn niet erg cool.) SRY geeft een foetus signalen om zich als man te ontwikkelen en Eif2s3y is verantwoordelijk voor het starten van de spermaproductie. Voor dit experiment wilden de onderzoekers een stap verder gaan en onderzochten zij of het voor muizen mogelijk was nageslacht te produceren zonder wat voor y-chromosoomgenen dan ook.

Om dit te onderzoeken vervingen Ward en haar team deze twee y-chromosoomgenen met twee genen van het x-chromosoom. SRY werd vervangen door een gen dat wordt geactiveerd door SRY, en als het ware "de volgende in de rij" is, aldus Ward. Omdat SRY het gen nu niet kon activeren, deden de onderzoekers dit nu handmatig. Eif2s3y werd onderdrukt door extra druk te zetten op het x-chromosoom waarmee Eif2s3y samenwerkt om de spermaproductie van de muis te starten.

De resultaten waren niet perfect. Deze y-chromosoomloze muizen hadden kleinere teelballen dan normaal en konden geen volgroeide spermacellen produceren, alleen spermatiden – een vroege vorm van spermacellen, waarbij deze nog geen staarten hebben. Zonder staart kunnen ze niet zwemmen, dus was natuurlijke bevruchting niet mogelijk. Maar de onderzoekers waren in staat om babymuizen te produceren door gebruik van in vitro fertilisatie (IVF). De mannelijke babymuizen waren compleet onvruchtbaar, maar het vrouwelijke nageslacht was wel vruchtbaar en kon zelfs gezonde, vruchtbare zonen produceren.

Waar het op neer komt: de kleinzonen van de y-loze muizen konden zich normaal reproduceren. De muizen waren verder ook gewoon gezond, zei Ward.

"Veel van hen leven nog steeds in onze muizenkolonie," vertelde Ward me. "Ze zijn nu meer dan twee jaar oud. De gemiddelde leefduur van een muis is twee jaar, dus ze doen het goed."

Dus wat betekent dit allemaal? Is het slechts een illusie dat het y-chromosoom symbool staat voor mannelijkheid? Deze vraag heeft onderzoekers al jaren in zijn greep gehouden. Het y-chromosoom is gedurende de evolutie gedegradeerd en sommige zoogdieren hebben überhaupt geen y-chromosomen meer. Onder andere om deze redenen proberen onderzoekers zoals Ward uit te zoeken wat nou precies de functie van de y-chromosoomgenen is. Dit laatste onderzoek heeft bijvoorbeeld geholpen beter te begrijpen wat de functie van ieder gen is en wat we er mee kunnen. Of zonder kunnen.

"We hebben de muizen in vitro laten reproduceren. In een normale situatie is het y-chromosoom nog steeds essentiëel voor mannelijke vruchtbaarheid," vertelt Ward me, waar ze aan toevoegt dat het niet haar bedoeling is ons begrip van mannelijkheid te verstoren. "Alle andere genen van het y-chromosoom zijn ergens verantwoordelijk voor – uiterlijke ontwikkeling, spermaproductie, aantal spermacellen. We proberen niet het y-chromosoom af te schaffen. Ik ben eigenlijk van plan om het nog jaren te bestuderen, dus ik wil juist veel y-chromosomen."