Bei Tieren, einschließlich des Menschen, haben aktuelle Studien den Einfluss der Geschlechtschromosomen auf den Prozess der Seneszenz hervorgehoben.
Innerhalb einer Art zeigen heterogametische Individuen, also solche, die zwei verschiedene Geschlechtschromosomen tragen, männliche XY (die meisten Säugetiere) oder weibliche ZW (z.B. bei Vögeln), eine kürzere Lebensdauer und eine geringere Überlebensrate als ihre homogametischen Artgenossen (weibliche XX oder männliche ZZ).
Es bleibt jedoch zu klären, ob sich dieser toxische Effekt der Heterogametie auf andere Aspekte auswirkt, die zur Bewertung der Alterseffekte wie die reproduktive Seneszenz herangezogen werden können.
Bei der afrikanischen Zwergmaus
Mus minutoides können Weibchen drei Kombinationen von Geschlechtschromosomen tragen (XX, XX* und XY). Wir haben gezeigt, dass die Größe der Würfe bei der Geburt bei heterogametischen Weibchen, die natürlicherweise ein Y-Chromosom tragen (X*Y), mit zunehmendem Alter signifikant schneller abnimmt als bei homogametischen Weibchen XX und X*X.
Diese Ergebnisse, die in der Zeitschrift PNAS veröffentlicht wurden, deuten darauf hin, dass die Anwesenheit des Y-Chromosoms bei diesen Weibchen die reproduktive Seneszenz beeinflusst und die starken Wechselwirkungen zwischen Geschlechtschromosomen und Alterung unterstreicht.
In Frankreich leben Frauen im Durchschnitt 85,6 Jahre, während Männer 79,7 Jahre alt werden. Diese Unterschiede in der Lebenserwartung zwischen den Geschlechtern werden häufig bei Säugetieren beobachtet, bei denen Weibchen (XX) eine höhere Lebenserwartung haben als Männchen (XY).
Bei Vögeln, bei denen Weibchen ZW und Männchen ZZ sind, wurde das Gegenteil dokumentiert, was auf eine Rolle der Geschlechtschromosomen bei der Alterung hindeutet. Tatsächlich zeigt in beiden Gruppen das heterogametische Geschlecht (XY oder ZW) eine geringere Überlebensrate im Erwachsenenalter als das homogametische Geschlecht (XX oder ZZ). So entstand bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts eine Theorie, nach der das heterogametische Geschlecht in Bezug auf das Überleben benachteiligt sei.
Wir haben diese Hypothese anhand eines besonderen biologischen Modells, der afrikanischen Zwergmaus
Mus minutoides, getestet. Diese Art weist ein atypisches System der Geschlechtsbestimmung auf, das sich durch das Vorhandensein eines dritten Geschlechtschromosoms, X*, auszeichnet, das eine noch unbekannte Mutation trägt, die das "männliche" Programm, das durch das Y-Chromosom initiiert wird, blockiert. So findet man bei dieser Art Männchen mit einem XY-Genotyp und Weibchen mit drei Genotypen XX, X*X und X*Y.
Durch eine mehrjährige Zuchtüberwachung hat unsere Studie eine allgemeine Abnahme der Fortpflanzungsleistung mit zunehmendem Alter bei allen weiblichen Genotypen dieser Art gezeigt. Überraschenderweise nimmt die Größe der Würfe bei der Geburt bei heterogametischen X*Y-Weibchen mit zunehmendem Alter schneller ab als bei homogametischen XX- und X*X-Weibchen, was auf eine stärker ausgeprägte reproduktive Seneszenz hindeutet.
Tatsächlich bringen X*Y-Weibchen im Vergleich zu XX- oder X*X-Weibchen alle 100 Tage fast ein Jungtier weniger zur Welt (
siehe Abbildung). Diese Ergebnisse unterstützen die Idee, dass das Tragen eines Paares unterschiedlicher Geschlechtschromosomen mehrere Aspekte des Alterungsprozesses beeinflusst, sei es in Bezug auf das Überleben oder die Fortpflanzung.
Abbildung. Drei Mäuse, nebeneinander, die die drei verschiedenen Genotypen der Weibchen dieser Art darstellen.
Bei einer verwandten Art,
Mus triton, sind sowohl Männchen als auch Weibchen X0, wobei die Männchen das Y-Chromosom und die Weibchen das zweite X-Chromosom verloren haben. Zusammen bieten diese beiden Arten afrikanischer Zwergmäuse neue Perspektiven für unser Verständnis der genetischen Determinanten des Geschlechts und der negativen Auswirkungen der Heterogamie auf den Seneszenzprozess.
Publikationsreferenz:
Lemaître, J., Voituron, Y., Herpe, L., & Veyrunes, F. (2024).
X*Y females exhibit steeper reproductive senescence in the African pygmy mouse.
Proceedings Of The National Academy Of Sciences.
Veröffentlicht am 30. Dezember 2024.
Quelle: CNRS INEE