Cromosoma Y: l’inaspettato fondamentale ruolo

L’evoluzione del cromosoma Y è durata centinaia di milioni di anni e ha selezionato un insieme di geni che, oltre a determinare lo sviluppo dei caratteri sessuali maschili, hanno un ruolo determinante nella regolazione dell’espressione di altri geni ancora, una caratteristica che potrebbe spiegare le differenze di genere osservate in molte malattie che colpiscono gli esseri umani. È questo il risultato illustrato sulle pagine di “Nature” da due articoli che forniscono nuovi dettagli sull’evoluzione del cromosoma maschile per definizione.

Il corredo cromosomico della nostra specie è costituito da 46 cromosomi, divisi in coppie di cromosomi definiti tra loro omologhi: 22 coppie di cosiddetti autosomi e una coppia di cromosomi sessuali (XY nei maschi e XX nelle femmine), che determinano il sesso dell’individuo. Mentre nel caso degli autosomi ogni gene ha una copia sul cromosoma omologo, il cromosoma Y è molto differente dal suo omologo X: è molto più piccolo e la maggior parte dei geni che ospita non trova corrispondenza sul cromosoma X. Le ricerche che negli ultimi anni hanno studiato la particolarità dell’Y hanno chiarito che è l’esito di un lungo processo evolutivo nel corso del quale la maggior parte dei geni che facevano parte del cromosoma è andato perduto: attualmente il cromosoma Y umano conserva solo 19 dei 600 geni che una volta condivideva con il suo partner ancestrale.

Ulteriori ricerche hanno confrontato la sequenza genica del cromosoma Y umano con quelle dello scimpanzé e del macaco rhesus, scoprendo che l’Y umano ha perso solo un gene ancestrale negli ultimi 25 milioni di anni. Ciò significa che, in questo periodo di storia evolutiva, l’Y ha conservato una notevole stabilità, smentendo altri studi che avevano previsto la futura scomparsa del cromosoma Y nell’arco di qualche centinaio di milioni di anni, una tesi che ha avuto molta fortuna sui media.

I due nuovi studi pubblicati su “Nature” chiariscono ora alcuni particolari importanti dell’evoluzione dell’Y estendendo il confronto genetico ad animali imparentati ancora più alla lontana con l’uomo.

Nel primo, Diego Cortez dell’Università di Losanna e colleghi di una collaborazione internazionale hanno messo a punto una nuova tecnica di sequenziamento genico che ha permesso di ricostruire l’evoluzione del cromosoma Y in 15 mammiferi placentati e marsupiali. Si è così scoperto che il cromosoma Y ancestrale è emerso circa 180 milioni di anni fa, cioè prima della separazione filogenetica tra placentati e marsupiali.

Nel secondo studio, Daniel Bellott, Massachusetts Institute of Technology, e colleghi hanno effettuato un’analisi genetica su cinque diversi mammiferi, come l’uistitì dai pennacchi bianchi (Callithrix jacchus, un primate diffuso in Sud America), topo, ratto, toro e opossum, e hanno confrontato i risultati con i dati già disponibili relativi a esseri umani, scimpanzé e macachi rhesus. I ricercatori hanno così trovato che 184 geni dell’Y facevano parte già dei cromosomi sessuali ancestrali circa 300 milioni di anni fa, e che solo il 3 per cento circa sopravvive nel cromosoma Y di questi mammiferi.

L’analisi mostra inoltre che i pochi geni rimasti non sono sopravvissuti a caso; anzi, l’evoluzione ha agito in modo da mantenere quelle coppie di geni omologhi tra X e Y che hanno importanti funzioni, in tutte le cellule dell’organismo, di regolazione dell’espressione degli altri geni e di trascrizione del codice genetico, assicurando così la stabilità delle proteine che vengono prodotte.

Secondo gli autori, dunque, i geni sopravvissuti del cromosoma Y, oltre a determinare lo sviluppo dei caratteri sessuali maschili, svolgono una funzione essenziale per la sopravvivenza degli individui maschi, e la loro presenza potrebbe spiegare perché alcune malattie colpiscono con meccanismi e con incidenze diverse uomo e donna.