1. Дисбаланс половых хромосом у С. elegans

У Caenorhabditis elegans имеются два пола, которые генетически различаются по набору Х-хромосом: черви XX являются гермафродитами, а черви ХО — самцами. Никакой пол-специфичной хромосомы (такой, как Y-хромосома) нет. Гермафродиты и самцы обнаруживают многочисленные пол-специфичные анатомические особенности и обладают разными программами зародышевого пути (рис. 15.1). Эти бросающиеся в глаза различия между полами инициируются у раннего эмбриона и являются результатом подсчета числа Х-хромосом и соответствующего реагирования на эту оценку (Nigon, 1951; обзор см.: Меуег, 2000). Каким образом простая разница в числе половых хромосом или плоидности может транслироваться в такие резко различающиеся программы развития? Важный момент заключается в том, что каждая клетка С. elegans должна оценивать не только число своих Х-хромосом. но и число наборов аутосом. В действительности пол определяется именно соотношением этих двух типов хромосом, так называемым отношением X:А. Диплоидные животные с двумя Х-хромосомами (отношение Х:А равно 1) развиваются как гермафродиты, тогда как животные с одной Х-хромосомой (отношение Х:А равно 0,5) развиваются как самцы. Многие механистические детали такого надлежащего реагирования на отношение Х:А были изящно проанализированы и описываются ниже.

Разница в дозе Х-хромосом между полами без ее модуляции приводила бы к разным уровням экспрессии сцепленных с X генов и к летальности у одного пола. Любопытно, что соматические клетки и зародышевые клетки выработали разные механизмы для решения этой проблемы дозы X (рис. 15.2). Зародышевый путь и соматические линии клеток полностью отделены друг от друга уже к 16—24-клеточной стадии эмбриогенеза. На стадии примерно 30 клеток соматические линии начинают процесс, обозначаемый как «компенсация дозы». Это схема, посредством которой обе Х-хромосомы у животных XX репрессируются в двукратном объеме. Напротив, млекопитающие, как это обсуждается в главах 16 и 17, осуществляют компенсацию дозы путем глобального сайленсинга одной из Х-хромосом у пола XX. а плодовые мушки выполняют компенсацию дозы путем ап-регуляции экспрессии с единственной Х-хромосомы у пола XY В ткани зародышевого пути С. elegans происходит более экстремальная модуляция экспрессии сцепленных с X генов: единственная X у самцов и обе X у гермафродитов глобально сайленсируются Предметом этой главы являются эпигенетические механизмы, осуществляющие компенсацию дозы в соме и сайленсинг Х-хромосомы в зародышевой линии.