Kaiken suuren miehen takana, sanotaan, on suuri nainen. Ja jokaisen sperman takana saattaa olla X-kromosomin geeni. Ihmisillä Y-kromosomi tekee miehistä, miehiä, tai niin tutkijat ovat ainakin luulleet: Se sisältää geenejä, jotka ovat vastuussa sukupuolen määräytymisestä, miehen kehityksestä ja miehen hedelmällisyydestä. Nyt eräs tutkimusryhmä on kuitenkin havainnut, että myös X-kromosomilla – ”naisen kromosomilla” – voi olla merkittävä rooli miehisyydessä. Se sisältää kymmeniä geenejä, jotka ovat aktiivisia vain kudoksessa, josta on tarkoitus tulla siittiöitä. Löytö ravistelee käsityksiämme siitä, miten sukupuolikromosomit vaikuttavat sukupuoleen, ja viittaa myös siihen, että ainakin joillakin X-kromosomin osilla on odottamattoman dynaaminen rooli evoluutiossa.

Kullakin nisäkkäällä on pari sukupuolikromosomia. Naarailla on kaksi kopiota X-kromosomista, ja uroksilla on yksi sekä Y-kromosomi. Elimistö tarvitsee vain yhden aktiivisen kopion X-kromosomista, joten naaraiden toinen kopio on pois käytöstä. Lähes 50 vuotta sitten genetiikan tutkija Susumu Ohno ehdotti, että tämä pysäytys hidasti X-kromosomin evoluutiota, ja hän ennusti, että sen geenit olisivat hyvin samankaltaisia useimmissa nisäkkäissä. Whitehead Institute for Biomedical Research -instituutissa Cambridgessa Massachusettsissa työskentelevä geneetikko David Page halusi tarkistaa, pitääkö tämä paikkansa hiirten ja ihmisten välillä, joita erottaa 80 miljoonan vuoden evoluutio.

Vaikka molempien lajien genomit oli jo purettu, ihmisen X-kromosomin DNA-sekvenssissä oli aukkoja ja virheitä, jotka piti ensin täyttää tai korjata. Käyttämällä kehittämäänsä erityistä sekvensointitekniikkaa Pagen tutkimusryhmä määritteli näissä aukoissa olevien DNA-emästen järjestyksen – monet niistä sisälsivät useita päällekkäisiä DNA:n alueita, joita oli mahdotonta tulkita sillä tekniikalla, joka oli käytettävissä silloin, kun X-kromosomi sekvensoitiin ensimmäisen kerran. Sitten tutkijat vertasivat kromosomin hiiri- ja ihmisversioiden geenejä.

Kahden kromosomin noin 800 geenistä suurin osa on yhteisiä, Page ja hänen kollegansa raportoivat tänään Nature Genetics -julkaisun verkossa. Nämä yhteiset, suhteellisen vakaat geenit ovat aktiivisia sekä miehillä että naisilla, ja ne ovat kromosomeissa yksittäisinä kopioina. Näiden aiemmin kuvattujen geenien mutaatiot aiheuttavat niin sanottuja X-linked resessiivisiä sairauksia, kuten hemofiliaa ja Duchennen lihasdystrofiaa. ”Nämä ovat oppikirjojen X-kromosomin geenejä”, Page sanoo.

Mutta hänen ryhmänsä etsinnöissä paljastui myös tämän kromosomin toinen, villimpi puoli. Ihmisen X-kromosomissa on 144 geeniä, joilla ei ole vastineita hiirissä, ja 197 tällaista hiiren geeniä on ainutlaatuisia. Ihmisen 144 geenistä 107 esiintyy useina kopioina X-kromosomin hiljattain sekvensoiduilla duplikoituneilla alueilla, ja ne näyttävät muuttuvan nopeasti. Tällaisten todisteiden perusteella Page päättelee, että näitä geenejä on esiintynyt sen jälkeen, kun hiirten ja ihmisten esi-isät erosivat toisistaan.

”Olen yllättynyt siitä, että ihmisen X:n ja hiiren X:n välillä on niin paljon jakamattomia geenejä”, sanoo Jianzhi Zhang, evoluutiogenetiikan tutkija Jianzhi Zhang Michiganin yliopistosta Ann Arborista, joka ei ollut mukana työssä. ”Löydös viittaa siihen, että X-kromosomin geenipitoisuus todennäköisesti muuttuu koko ajan.”

Kun geenit muuttuvat, niillä on mahdollisuus vaikuttaa evoluutioon, ja Page arvelee, että uudet X-kromosomin geenit voivat olla erityisen voimakkaita. Esimerkiksi joillakin aiemmin tunnistetuilla X-kromosomin geeneillä näyttäisi olleen merkitystä hiirten lajistumisessa. Hän ja hänen kollegansa tutkivat kahdeksan ihmisen mies- ja naispuolista kudosta ryhtyäkseen selvittämään, mitä geenit tekevät. Toisin kuin oppikirjan X-geenit, ”monissa tapauksissa nämä geenit eivät edes ilmene naisilla”, Page sanoo. Sen sijaan ne ovat aktiivisia kiveksissä, ensisijaisesti kudoksessa, josta on tarkoitus tulla siittiöitä, Pagen ryhmä raportoi. ”Uskomme, että X-kromosomi elää kaksoiselämää”, hän sanoo: ”Yksi osa on vakaa ja käyttäytyy niin kuin oppikirjoissa sanotaan, ja toinen osa muuttuu ja vaikuttaa miehen ominaisuuksiin.”

Muualla perimässä monistuneilla alueilla ”tiedetään jo olevan valtava biolääketieteellinen merkitys” syövässä ja muissa sairauksissa, Page sanoo. Hän toivoo, että muut tutkijat alkavat tutkia tarkemmin, ovatko X-kromosomin duplikoituneilla alueilla olevat geenit niin ikään tärkeitä erityisesti miehen hedelmällisyyden ja kivessyövän kannalta.

Zhang on varovainen. ”Meidän on ensin tunnettava näiden geenien toiminta”, hän sanoo, jotta ymmärtäisimme niiden vaikutusta terveyteen ja lajinmuodostukseen. Yksi asia on kuitenkin varmaa: ”Ihmiset alkavat kiinnittää huomiota X-kromosomin viimeaikaiseen evoluutioon.”