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6.500 Genes expresados de manera diferente en hombres y mujeres
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6.500 Genes expresados de manera diferente en hombres y mujeres

Los investigadores identifican 6.500 genes que se expresan de manera diferente en hombres y mujeres
Los genes que son principalmente activos en un sexo u otro pueden jugar un papel crucial en nuestra evolucin, la salud.

6.500 genes se expresan de manera diferente en hombres y mujeres.
Crdito: Weizmann Institute of Science.

Los hombres y las mujeres difieren en maneras obvias y menos evidentes - por ejemplo, en la prevalencia de ciertas enfermedades o reacciones a las drogas. Cmo estn conectados con el sexo? Investigadores del Instituto Weizmann de Ciencia descubrieron recientemente miles de genes humanos que se expresan - copiados para producir protenas - de manera diferente en los dos sexos. Sus hallazgos mostraron que las mutaciones perjudiciales en estos genes particulares tienden a acumularse en la poblacin en frecuencias relativamente altas, y el estudio explica por qu. El mapa detallado de estos genes, publicado en BMC Biology, proporciona evidencia de que los machos y hembras experimentan una especie de evolucin separada, pero interconectada.

Hace varios aos, el Profesor Shmuel Pietrokovski y el Dr. Moran Gershoni del Departamento de Gentica Molecular del Instituto Weizmann preguntaron por qu la prevalencia de ciertas enfermedades humanas es comn. Especficamente, alrededor del 15% de las parejas que tratan de concebir se definen como infrtiles, lo que sugiere que las mutaciones que afectan la fertilidad son relativamente generalizadas. Esto parece paradjico: el sentido comn dice que estas mutaciones, que afectan directamente a la supervivencia de la especie mediante la reduccin del nmero de cras, deberan haberse eliminado rpidamente por seleccin natural. Pietrokovski y Gershoni demostraron que las mutaciones en los genes especficos de la formacin de esperma persisten precisamente porque los genes se expresan slo en los hombres. Una mutacin que es problemtica slo para la mitad de la poblacin, no importa cuan perjudicial, es libremente pasada a la prxima generacin por la otra mitad.

En el presente estudio, los investigadores ampliaron sus anlisis para incluir genes que, aunque no son necesarios para la fertilidad, todava se expresan de manera diferente en los dos sexos. Para identificar estos genes, los cientficos recurrieron al proyecto GTEx, un estudio muy amplio de la expresin gnica humana registrado para numerosos rganos y tejidos en los cuerpos de cerca de 550 donantes adultos. Ese proyecto permiti, por primera vez, el mapeo integral de la estructura gentica del sexo humano diferencial.

Pietrokovski y Gershoni examinaron de cerca cerca de 20.000 genes codificadores de protenas, clasificndolos por sexo y buscando diferencias en la expresin de cada tejido. Eventualmente identificaron alrededor de 6.500 genes con actividad que estaba sesgada hacia un sexo u otro en al menos un tejido. Por ejemplo, encontraron genes que estaban altamente expresados ​​en la piel de los hombres en relacin con los de la piel de las mujeres, y se dieron cuenta de que estaban relacionados con el crecimiento del vello corporal. La expresin gnica para la construccin muscular fue mayor en los hombres; Que para el almacenamiento de grasa fue mayor en las mujeres.

Otra diferencia

Los dos entonces miraron las tendencias para acumular mutaciones, para ver si la seleccin natural pone ms o menos presin sobre los genes que son especficos para hombres o mujeres. Es decir, hasta qu punto son mutaciones nocivas eliminadas o toleradas en la poblacin? De hecho, los investigadores encontraron que la eficiencia de la seleccin es ms dbil en muchos de estos genes. "Cuanto ms un gen es especfico de un sexo, menos seleccin hemos visto en el gen. Y una diferencia ms: Esta seleccin fue an ms dbil con los hombres", dice Gershoni. Aunque no tienen una explicacin completa de esta diferencia adicional, los investigadores apuntan a una teora de la evolucin sexual propuesta por primera vez en la dcada de 1930: "En muchas especies, las hembras pueden producir slo un nmero limitado de descendientes mientras que los machos pueden, tericamente, Ms, por lo que la supervivencia de la especie depender de las mujeres ms viables en la poblacin que los hombres ", explica Pietrokovski. "As, la seleccin natural puede ser ms" laxa "con los genes que slo son perjudiciales para los hombres."

Aparte de los rganos sexuales, los investigadores descubrieron un buen nmero de genes ligados al sexo en las glndulas mamarias - no tan sorprendente, excepto que aproximadamente la mitad de estos genes se expresaron en los hombres. Debido a que los hombres tienen equipos mamarios totalmente equipados pero bsicamente no funcionales, los cientficos hicieron una supuesta conjetura de que algunos de estos genes podran suprimir la lactancia.

Menos lugares obvios incluidos los genes que se encontr que se expresan slo en el ventrculo izquierdo del corazn en las mujeres. Uno de estos genes, que tambin est relacionado con la captacin de calcio, mostr niveles de expresin muy altos en mujeres jvenes que disminuyeron bruscamente con la edad; Los cientficos piensan que son activos en las mujeres hasta la menopausia, protegiendo sus corazones, pero que conduce a enfermedades del corazn y la osteoporosis en los ltimos aos, cuando la expresin gnica se cierra. Sin embargo, otro gen que se expres principalmente en las mujeres fue activo en el cerebro, y aunque su funcin exacta es desconocida, los cientficos piensan que puede proteger a las neuronas de Parkinson - una enfermedad que tiene una mayor prevalencia y comienzo ms temprano en los hombres. Los investigadores tambin identificaron la expresin gnica en el hgado en las mujeres que regula el metabolismo del frmaco, proporcionando evidencia molecular para la diferencia conocida en el procesamiento de drogas entre mujeres y hombres.

"El genoma bsico es casi el mismo en todos nosotros, pero se utiliza de forma diferente en todo el cuerpo y entre los individuos", dice Gershoni. "As, cuando se trata de las diferencias entre los sexos, vemos que la evolucin a menudo funciona en el nivel de expresin gnica". Pietrokovski aade: "Paradjicamente, los genes ligados al sexo son aquellos en los que es ms probable que las mutaciones perjudiciales sean transmitidas, incluyendo aquellas que afectan la fertilidad." Desde este punto de vista, los hombres y las mujeres experimentan diferentes presiones de seleccin y, La evolucin humana debe ser vista como una co-evolucin, pero el estudio tambin enfatiza la necesidad de una mejor comprensin de las diferencias entre hombres y mujeres en los genes que causan enfermedades o responden a los tratamientos ".

La investigacin del Prof. Shmuel Pietrokovski es apoyada por el Centro de Gentica Molecular Leo y Julia Forchheimer; Y la finca de Georges Lustgarten. Prof. Shmuel Pietrovski es el titular de la Herman y Lilly Schilling Foundation Professorial Presidente.

El Instituto Weizmann de Ciencias en Rehovot, Israel, es una de las instituciones de investigacin multidisciplinarias ms importantes del mundo. Reconocido por su amplia exploracin de las ciencias naturales y exactas, el Instituto es el hogar de cientficos, estudiantes, tcnicos y personal de apoyo. Los esfuerzos de investigacin del Instituto incluyen la bsqueda de nuevas formas de combatir la enfermedad y el hambre, examinar las principales preguntas en matemticas e informtica, investigar la fsica de la materia y el universo, crear nuevos materiales y desarrollar nuevas estrategias para proteger el medio ambiente.


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