Песах Бенсон • 9 апреля 2026 г. Иерусалим, 9 апреля 2026 г. (TPS-IL) — Одно изменение в ДНК — всего одна буква среди миллиардов — может полностью изменить половое развитие, согласно новому исследованию израильских и французских ученых, которое проливает свет на мощную роль ранее упускавшихся из виду областей генома.
Ученые из Университета Бар-Илан, работая в сотрудничестве с коллегами из Института науки Вейцмана в Израиле и Университета Монпелье во Франции, обнаружили, что вставка одной ДНК-основы в некодирующую область привела к тому, что генетически женские (XX) мыши развились как полностью мужские, с семенниками и мужскими гениталиями.
Исследование, опубликованное в рецензируемом журнале Nature Communications, подчеркивает, как крошечные изменения вне самих генов могут иметь драматические биологические последствия.
«Это замечательное открытие, поскольку такое крошечное изменение — всего одна буква ДНК из примерно 2,8 миллиарда — оказалось достаточным для получения драматического результата развития», — сказал доктор Ницан Ганен, исследователь факультета наук о жизни Университета Бар-Илан. «Это показывает, что некодирующая ДНК может оказывать глубокое влияние на развитие и заболевания».
Мутация произошла не внутри гена, а в регуляторном сегменте ДНК, известном как Enh13, который контролирует активность Sox9, гена, играющего критическую роль в развитии семенников. При типичном женском развитии Sox9 остается неактивным, позволяя формироваться яичникам. У самцов, однако, Sox9 включается, запуская формирование семенников.
Исследователи описывают Enh13 как своего рода молекулярный переключатель или поле битвы. У мужских эмбрионов факторы, способствующие развитию семенников, связываются с этой областью и активируют Sox9. У самок другие факторы связываются с тем же участком, подавляя ген.
Вводя мутацию с помощью редактирования генома CRISPR, исследователи нарушили этот баланс. Нормальное подавление Sox9 у XX эмбрионов не произошло, что позволило гену стать активным. В результате у мышей развилась мужская репродуктивная анатомия, несмотря на наличие двух X-хромосом.
Команда создала несколько моделей мышей с незначительными изменениями в той же регуляторной области, включая вставку одной буквы и удаление трех букв. Оба типа мутаций привели к одному и тому же результату: полному изменению пола у XX мышей. Дальнейшие лабораторные эксперименты показали, как эти небольшие изменения нарушили нормальные регуляторные механизмы, контролирующие Sox9.
Полученные результаты основаны на предыдущей работе той же исследовательской группы, опубликованной в 2024 году, которая продемонстрировала обратное явление. В том исследовании различные небольшие мутации в Enh13 привели к тому, что генетически мужские (XY) мыши развились как самки. В совокупности результаты предполагают, что этот регуляторный элемент играет двойную роль, как активируя мужское развитие, так и обеспечивая сохранение женских путей, когда это необходимо.
Помимо последствий для фундаментальной науки, это открытие может иметь клиническое значение. Различия в половом развитии (DSD) затрагивают примерно 1 из 4000 рождений во всем мире. Эти состояния связаны с атипичным развитием хромосомного, гонадного или анатомического пола, и более чем в половине случаев основная генетическая причина остается неизвестной. Полученные результаты дают возможность для более точной диагностики DSD.
Полученные результаты могут изменить подход к генетическому тестированию в более широком масштабе. Многие необъяснимые нарушения развития, не только DSD, могут быть вызваны мутациями в регуляторной ДНК. Включение этих областей в геномный анализ может помочь выявить причины ранее «загадочных» состояний, улучшая уход за пациентами и генетическое консультирование.
В дальнейшем лучшее понимание того, как гены, такие как Sox9, включаются и выключаются, может в конечном итоге помочь клиницистам диагностировать определенные формы бесплодия или дисфункции половых желез и, возможно, направлять вмешательства.
«Наши выводы показывают, что недостаточно смотреть только на гены», — сказала Элишева Аббербок, аспирантка, руководившая исследованием. «Важные мутации, вызывающие заболевания, могут также находиться в некодирующем геноме, в областях ДНК, которые контролируют активность генов, а не кодируют белки».
Исследователи полагают, что Enh13 может быть лишь одним примером множества подобных регуляторных элементов, скрытых в обширной некодирующей части ДНК, которая составляет около 98 процентов генома человека. Теперь они работают над систематическим выявлением подобных областей и пониманием их роли в развитии и заболеваниях.
