Il puzzle genetico del cromosoma Y è finalmente completo.

Il cromosoma Y umano, responsabile della determinazione del sesso maschile, è stato finalmente sottoposto a un esame completo.

I ricercatori hanno sequenziato il cromosoma, che contiene molti geni coinvolti nella produzione di sperma e nella fertilità, di un maschio di origine europea. La nuova costruzione telomero-telomero, o punta-punta, aggiunge più di 30 milioni di basi di DNA a un cromosoma Y di riferimento precedentemente assemblato, ha riferito il team online il 23 agosto su Nature. È il pezzo finale del pangenoma umano, uno sforzo per catalogare tutto il DNA umano (SN: 5/10/23).

Il cromosoma Y è il più piccolo dei cromosomi umani. "In passato, la gente pensava che fosse solo una discarica di materiale genomico umano e che servisse solo a uno scopo... determinare il sesso maschile", afferma Yun-Fai Chris Lau, genetista umano dell'Università della California, San Francisco. Francisco, che non fu coinvolto nei lavori. Come il comico Rodney Dangerfield, il cromosoma Y non riceve rispetto, dice.

Ma è chiaro che la Y non si limita a determinare il sesso maschile, dice Lau. Alcuni maschi perdono il cromosoma Y da alcune delle loro cellule. La perdita li espone al rischio di cancro, morbo di Alzheimer e altre malattie (SN: 26/10/14). Avere un cromosoma Y di riferimento veramente completo consentirà ai ricercatori di comprendere meglio il ruolo che il cromosoma svolge nel corpo, afferma.

Sebbene piccolo, il cromosoma Y ha intimidito molti ricercatori perché contiene così tanti frammenti ripetitivi di DNA, afferma Adam Phillippy, un ricercatore di bioinformatica negli Stati Uniti. National Human Genome Research Institute di Bethesda, Maryland, che ha guidato il progetto.

Ci sono sequenze ripetute di lettere o basi del DNA – gli elementi costitutivi del DNA che trasportano informazioni – disposte uno dopo l’altro e che si estendono per milioni di basi come file apparentemente infinite di pezzi identici di un puzzle. Alcune parti del cromosoma hanno i pezzi del puzzle invertiti. E alcuni tratti di DNA contengono palindromi; le lettere del DNA si leggono allo stesso modo in entrambe le direzioni. Poi ci sono più copie dei singoli geni.

Tutta questa ripetizione rende difficile dire esattamente dove va a finire un particolare pezzo del puzzle, quindi gli scienziati hanno conservato quelle parti ripetitive per ultime, dice Phillippy. "Quando rimetti insieme il tuo puzzle, conservi sempre i pezzi ripetitivi, come l'erba, gli alberi o il cielo, per la fine."

Uno studio separato, anch'esso pubblicato online il 23 agosto su Nature, ha sequenziato l'intero cromosoma Y di 43 persone, di cui 21 di origine africana. Dallo studio è emerso che il cromosoma sessuale maschile può variare in lunghezza da persona a persona di milioni di basi di DNA, il che significa che in alcune persone il cromosoma ha copie extra di alcuni geni o altri frammenti di DNA. Ad esempio, i ricercatori hanno scoperto che i maschi possono avere tra 23 e 39 copie dei geni TSPY, coinvolti nella produzione di sperma.

Avere cromosomi Y completi di più persone ha aiutato Phillippy e colleghi a chiarire un mistero. Il vecchio cromosoma di riferimento aveva il gene TSPY2 situato vicino a una punta del cromosoma. Ma la versione da telomero a telomero lo mostrava vicino al centromero – la parte pizzicata del cromosoma – e all’indietro rispetto al riferimento.

"Abbiamo confermato che era corretto nel nostro assemblaggio, quindi abbiamo semplicemente dato per scontato che si trattasse di un errore nel vecchio assemblaggio", afferma Phillippy. Ma il secondo studio ha dimostrato che entrambe le versioni erano corrette. TSPY2 è saltato sul cromosoma. Alcune persone ce l'hanno in un posto, mentre altri ce l'hanno nell'altro.

Avere copie multiple dei geni TSPY e la diversa posizione di TSPY2 possono influenzare l'attività dei geni e gli effetti sulla produzione di sperma, afferma Lau. Alcuni studi precedenti hanno suggerito che un numero variabile di copie può influire sulla fertilità, mentre altri studi non hanno trovato alcuna relazione. Le informazioni più precise provenienti dai nuovi studi potrebbero aiutare a risolvere il dibattito, o almeno fornire ai ricercatori maggiori indizi su come i geni influenzano la produzione di sperma, dice.

La nuova ricerca potrebbe aiutare gli scienziati a saperne di più sull'evoluzione del cromosoma Y, afferma Phillippy. E alla fine, lo studio dei suoi geni e delle loro varianti potrebbe portare a una migliore comprensione della fertilità e dei trattamenti per l’infertilità, ma tali applicazioni mediche sono probabilmente lontane anni.

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