Un studiu publicat în revista Science în 2026 indică faptul că inactivarea cromozomului X, mecanism natural al dezvoltării umane, atrage un tip neobișnuit de mutație produs de retrotranspozonii L1. Cercetătorii din Australia și Statele Unite au observat fenomenul într-o linie celulară umană cultivată în laborator și au constatat că inserțiile L1 se acumulează preferențial pe copia inactivă a cromozomului X. Potrivit echipei conduse de Geoffrey J. Faulkner și John V. Moran, procesul ar putea ajunge să dubleze riscul anumitor boli genetice, printre care hemofilia și distrofia musculară Duchenne.
- Studiul a fost realizat de o echipă de 19 cercetători din Australia, Spania și Statele Unite.
- Oamenii de știință au analizat aproape 30.000 de mutații L1 într-o linie celulară umană PA-1.
- Cromozomul X inactiv s-a dovedit a fi o zonă preferată de inserție pentru retrotranspozonii L1.
- Rezultatele au fost publicate în 2026 în revista Science.
Cromozomul X inactiv a acumulat mai multe inserții
Retrotranspozonii L1 sunt secvențe de ADN capabile să genereze copii care se inserează în alte regiuni ale genomului, motiv pentru care sunt numiți uneori „gene săritoare”. O asemenea inserție poate perturba funcționarea unei gene dacă ajunge într-o zonă sensibilă.
John V. Moran dezvoltase încă din anii 1990 sisteme experimentale în care elementele L1 sunt marcate cu gene de rezistență la antibiotice sau cu markeri fluorescenți. Aceste instrumente permit urmărirea noilor inserții și identificarea cromozomului pe care ajung.
Combinând elemente L1 marcate cu secvențiere țintită a fragmentelor lungi de ADN, echipa caracterizase anterior aproape 30.000 de mutații în celule PA-1, provenite dintr-o linie de cancer embrionar uman. Cercetătorii observaseră atunci că numărul inserțiilor pe cromozomul X era mai mare decât ar fi fost de așteptat prin hazard, fără să poată explica distribuția.
Separarea cromozomului X activ de cel inactiv a arătat că tocmai copia inactivă reprezenta zona în care se concentrau mutațiile L1.
Rezultatele inversează explicația acceptată până acum
În mod obișnuit, persoanele cu configurație cromozomială XX moștenesc două copii ale cromozomului X, iar majoritatea persoanelor cu configurație XY au un singur X. În timpul dezvoltării, una dintre cele două copii X este oprită în celulele XX, astfel încât genele sale să nu fie exprimate în doză dublă. Acest proces este cunoscut drept inactivarea cromozomului X sau XCI.
Timp de aproape 30 de ani, abundența retrotranspozonilor L1 pe cromozomul X a fost explicată prin ipoteza că aceste elemente ar contribui la inactivare și ar fi fost astfel păstrate prin evoluție. Noile rezultate propun relația inversă: procesul XCI ar fi cel care atrage inserțiile L1.
Un obstacol important pentru studierea fenomenului este că inactivarea cromozomului X se degradează rapid în multe celule stem XX cultivate în laborator. Echipa a constatat însă că celulele PA-1 păstrează o inactivare aproape completă și foarte stabilă. Secvențierea cu citiri lungi, realizată cu tehnologie dezvoltată de Oxford Nanopore Technologies, a permis distingerea celor două copii X și numărarea mutațiilor acumulate de fiecare.
Mecanismul poate explica un risc genetic suplimentar
Inserțiile L1 pot distruge sau perturba gene, iar cromozomul X conține gene asociate unor afecțiuni precum hemofilia A, hemofilia B și distrofia musculară Duchenne. Hemofilia împiedică coagularea normală a sângelui și se estimează că afectează aproximativ un milion de persoane la nivel mondial. Diferitele forme de distrofie musculară, caracterizate prin pierderea masei musculare și dizabilitate fizică, afectează sute de mii de oameni.
Pentru înțelegerea acestor boli, rezultatele înseamnă că inactivarea cromozomului X nu este doar un mecanism de reglare genetică, ci poate crea și un mediu mai favorabil apariției unor mutații dăunătoare.
Cercetarea descrie însă un mecanism observat într-un model celular și nu reprezintă, prin ea însăși, o măsurare directă a incidenței bolilor la pacienți. Echipa investighează în continuare motivul pentru care L1 este atras de cromozomul X inactiv, inclusiv ipoteza că acesta funcționează ca un „refugiu” în care elementele genetice pot evita unele mecanisme de apărare ale celulei.
Credeți că explicarea acestor mecanisme genetice ar trebui să primească mai multă atenție în cercetarea bolilor rare legate de cromozomul X?
