Y-Chromosom bleibt erhalten

Das männliche Y-Chromosom ist zwar klein, aber stabil: Obwohl es im Laufe der Evolution stark degradiert und geschrumpft ist, besteht keine Gefahr, dass es eines Tages komplett verschwindet. Denn eine neue Vergleichsstudie bestätigt, dass es 27 wichtige Gene gibt, die nur auf diesem Chromosom existieren und die auch nicht auf andere übertragbar sind. Als Folge sorgt die natürliche Selektion dafür, dass das männliche Geschlechtschromosom erhalten bleibt, so die Forscher im Fachmagazin „PloS Genetics“.

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„Das Y-Chromosom hat 90 Prozent seiner Gene verloren, die es einst mit dem X-Chromosom teilte“, erklärt Melissa A. Wilson Sayres von der University of California in Berkeley. Statt mehr als 1.100 Gene wie sein weiblicher Gegenpart enthält es heute nur rund 200 davon. Deshalb vermuteten einige Forscher, dass das verkürzte Chromosom innerhalb der nächsten fünf Millionen Jahre sogar ganz verschwinden könnte. Tatsächlich gibt es einige Säugetierarten, bei denen dies bereits passiert ist, dennoch gibt es bei ihnen ganz normal Männchen und Weibchen – der Mann als Geschlecht wird daher wohl nicht aussterben.

Degradierung verlangsamt

Im Jahr 2012 hatten Forscher bereits verglichen, wie sich das Y-Chromosom bei Mensch, Schimpanse und Rhesusaffe entwickelt hat. Ihre Schlussfolgerung damals: Das Y-Chromosom schrumpft zwar, weil es keine Gene mit anderen Chromosomen austauscht, diese Degradierung hat sich aber offenbar im Laufe der Evolution verlangsamt.

Sayres und ihre Kollegen haben nun die Sequenz der Y-Chromosomen bei acht afrikanischen und acht europäischen Männern verglichen – untereinander, aber auch mit den Genen, die auf den restlichen 22 Chromosomen der Zellen enthalten sind und mit dem X-Chromosom.

27 einzigartige Gene

Dabei zeigte sich zweierlei: Zum einen deutet das Muster der genetischen Unterschiede darauf hin, dass die natürliche Selektion dafür sorgt, dass das Y-Chromosom zwar geschrumpft ist, aber in seiner kondensierten Form erhalten bleibt. Denn die dort enthaltenen Gene sind für die männliche Fortpflanzung wichtig und daher für den Menschen unverzichtbar. Weil es keinen Genaustausch mit anderen Chromosomen gibt, ist es zudem unwahrscheinlich, dass die 27 einzig dort vorhandenen Gene auf andere Chromosomen übertragen werden und dann dies das Y-Chromosom verzichtbar macht.

Zu den 27 einzigartigen Genen auf dem Y-Chromosom gehören 17, die der Mensch bereits von seinen vor 200 Millionen Jahren lebenden fernen Vorfahren erbte. Die zehn anderen sind erst evolutionär gesehen kürzlich hinzugekommen, sie liegen in mehrfachen Kopien auf dem Chromosom vor und gelten als wichtig für die männliche Fruchtbarkeit.

Geringe Vielfalt

„Unsere Studie demonstriert, dass sowohl die alten Genen als auch die neu hinzugekommenen wichtig sind und dass das menschliche Y-Chromosom uns noch eine ganze Weile erhalten bleiben wird“, konstatiert Sayres. Die Analyse ergab aber auch, dass sich die Y-Chromosomen verschiedener Männer mehr gleichen als bisher angenommen. Die genetische Vielfalt ist hier eher eingeschränkt.

Erklären lässt sich dies ebenfalls durch eine starke Selektion und die Reduktion dieses Genträgers auf das absolut Notwendige. Wenn die Selektion dafür sorgt, dass schädliche Mutationen auf dem Y-Chromosom ausgesondert werden, dann bleibe nicht viel Raum für Variationen übrig, so die Forscher. (PLoS Genetics, 2014; doi: 10.1371/journal.pgen.1004064)

(University of California – Berkeley, 10.01.2014 – NPO)