O cromossomo Y está desaparecendo lentamente. Um novo gene sexual pode ser o futuro dos homens

O sexo dos bebês humanos e de outros mamíferos é decidido por um gene determinante do sexo masculino no cromossomo Y. Mas o cromossomo Y humano está se degenerando e pode desaparecer em alguns milhões de anos, levando à nossa extinção, a menos que desenvolvamos um novo gene sexual.

A boa notícia é que dois ramos de roedores já perderam o cromossomo Y e viveram para contar a história.

Um novo artigo na Proceedings of the National Academy of Science mostra como o rato espinhoso desenvolveu um novo gene determinante do sexo masculino.

Como o cromossomo Y determina o sexo humano

Nos humanos, como em outros mamíferos, as fêmeas têm dois cromossomos X e os machos têm um único X e um minúsculo cromossomo chamado Y. Os nomes não têm nada a ver com sua forma; o X significava ‘desconhecido’.

O X contém cerca de 900 genes que fazem todo tipo de trabalho não relacionado ao sexo. Mas o Y contém poucos genes (cerca de 55) e muito DNA não codificante – DNA repetitivo simples que parece não fazer nada.

Mas o cromossomo Y dá um soco porque contém um gene muito importante que inicia o desenvolvimento masculino no embrião.

Cerca de 12 semanas após a concepção, esse gene mestre ativa outros que regulam o desenvolvimento de um testículo. O testículo embrionário produz hormônios masculinos (testosterona e seus derivados), o que garante que o bebê se desenvolva como um menino.

Este gene sexual mestre foi identificado como SRY (região sexual no Y) em 1990 . Ele funciona desencadeando um caminho genético que começa com um gene chamado SOX9, que é a chave para a determinação masculina em todos os vertebrados, embora não esteja nos cromossomos sexuais.

O desaparecimento de Y

A maioria dos mamíferos tem cromossomos X e Y semelhantes aos nossos; um X com muitos genes e um Y com SRY mais alguns outros. Este sistema vem com problemas por causa da dosagem desigual de genes X em machos e fêmeas.

Como um sistema tão estranho evoluiu? A descoberta surpreendente é que o ornitorrinco da Austrália tem cromossomos sexuais completamente diferentes, mais parecidos com os das aves.

No ornitorrinco, o par XY é apenas um cromossomo comum, com dois membros iguais. Isso sugere que os mamíferos X e Y eram um par comum de cromossomos não muito tempo atrás.

Por sua vez, isso deve significar que o cromossomo Y perdeu 900-55 genes ativos ao longo dos 166 milhões de anos em que humanos e ornitorrincos evoluíram separadamente. Isso é uma perda de cerca de cinco genes por milhão de anos. Nesse ritmo, os últimos 55 genes desaparecerão em 11 milhões de anos .

Nossa alegação da morte iminente do Y humano criou furor , e até hoje existem reivindicações e contra-afirmações sobre o tempo de vida esperado de nosso cromossomo Y – estimativas entre o infinito e alguns milhares de anos.

Roedores sem cromossomo Y

A boa notícia é que conhecemos duas linhagens de roedores que já perderam o cromossomo Y – e ainda sobrevivem.

Os ratazanas moles da Europa oriental e os ratos espinhosos do Japão possuem algumas espécies em que o cromossomo Y e o SRY desapareceram completamente. O cromossomo X permanece, em dose única ou dupla em ambos os sexos.

Embora ainda não esteja claro como os ratos-toupeira determinam o sexo sem o gene SRY , uma equipe liderada pelo biólogo da Universidade de Hokkaido, Asato Kuroiwa, teve mais sorte com o rato espinhoso – um grupo de três espécies em diferentes ilhas japonesas, todas ameaçadas de extinção.

A equipe de Kuroiwa descobriu que a maioria dos genes no Y de ratos espinhosos foram realocados para outros cromossomos. Mas ela não encontrou nenhum sinal de SRY, nem o gene que o substitui.

Agora, finalmente, eles publicaram uma identificação bem-sucedida no PNAS . A equipe encontrou sequências que estavam nos genomas de machos, mas não de fêmeas, depois as refinou e testou a sequência em cada rato individualmente.

O que eles descobriram foi uma pequena diferença perto do gene sexual chave SOX9, no cromossomo 3 do rato espinhoso. Uma pequena duplicação (apenas 17.000 pares de bases em mais de 3 bilhões) estava presente em todos os machos e nenhuma fêmea.

Eles sugerem que esse pequeno pedaço de DNA duplicado contém o interruptor que normalmente liga o SOX9 em resposta ao SRY. Quando eles introduziram essa duplicação em ratos, descobriram que ela aumenta a atividade do SOX9, então a mudança pode permitir que o SOX9 funcione sem o SRY.

O que isso significa para o futuro dos homens

O iminente – evolutivamente falando – desaparecimento do cromossomo Y humano suscitou especulações sobre o nosso futuro.

Alguns lagartos e cobras são espécies exclusivamente femininas e podem produzir ovos a partir de seus próprios genes por meio do que é conhecido como partenogênese . Mas isso não pode acontecer em humanos ou outros mamíferos porque temos pelo menos 30 genes “impressos” cruciais que só funcionam se vierem do pai por meio do esperma.

Para se reproduzir, precisamos de esperma e precisamos de homens, o que significa que o fim do cromossomo Y pode anunciar a extinção da raça humana.

A nova descoberta apóia uma possibilidade alternativa – que os humanos possam desenvolver um novo gene determinante do sexo. Ufa!

No entanto, a evolução de um novo gene determinante do sexo vem com riscos. E se mais de um novo sistema evoluir em diferentes partes do mundo?

Uma “guerra” dos genes sexuais poderia levar à separação de novas espécies, exatamente o que aconteceu com ratazanas-toupeira e ratos-espinhosos.

Então, se alguém visitar a Terra daqui a 11 milhões de anos, pode não encontrar nenhum humano – ou várias espécies humanas diferentes, separadas por seus diferentes sistemas de determinação de sexo.

Jenny Graves , Professora Ilustre de Genética e Vice-Chanceler’s Fellow, La Trobe University

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original