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Y染色体的功能远远不是决定性别那么简单 精选

已有 17589 次阅读 2014-4-25 11:00 |个人分类:自然科学|系统分类:科研笔记

众所周知,Y染色体只传男不传女,是决定性别的染色体,现在研究发现,这个染色体的作用不仅是性别的问题,还有许多潜藏的秘密。

两个独立研究发现,这个性染色体是在数百万年前形成的,现在仍保留着没有发生变化的基因,这些基因对男性的生存都是十分关键,没有这些基因或功能异常将导致疾病甚至无法生存。这些发现或许对深入理解为什么男女在寿命和疾病发生等方面存在各种差异有很大帮助。

康乃尔大学遗传学家Andrew Clark说,经典教科书上一般是这样描写的,来自Y染色体上的少数基因是决定男性性征如生殖器和胡须等的根本。现在的研究表明,这种认识十分欠缺,将打开对Y染色体深入研究的大门。

哺乳动物性染色体的进化经历了数百万年,是起源于两个不同的染色体(这是和其他染色体完全不同),现在雄性拥有XY两个不同染色体,而雌性则有两个X染色体。是否具有Y染色体是决定性别的关键原因,因为Y染色体上包含的许多基因是睾丸发育的关键。但是奇怪的是,经历长期进化后的X染色体在长度上超过Y染色体,仍保留2000个基因。Y染色体上这些基因大部分在进化早期就丢失了,现在只有不到100个这样的原始基因得以保留。这一现象导致科学家提出,这个染色体将来会逐渐缩短。

为了寻找Y染色体上基因在不同物种进化中的变化,剑桥怀特黑德生物医学研究所生物学家Daniel Winston Bellott等,对8种不同哺乳动物Y染色体进行比较,这些哺乳动物包括人类、猴、小鼠、牛和小型袋鼠等,结果发现,这些基因不仅决定胚胎的性别,这些不同物种之间存在非常类似的基因。这些基因具有广泛的功能,包括控制其他许多染色体上基因表达的基因。几乎所有物种都保留了这些基因,虽然Y染色体序列区别很大,但被保留的基因是同样的,说明这些基因对这些动物的生存十分关键。

Bellott仔细分析了这些基因,结果发现,那些决定性别的基因单拷贝就可以,但这些古老基因则必须是双拷贝才能维持正常功能。这一研究已经在线发表在《自然》上。

Y染色体不仅决定性别,决定雄性动物具有更强的生育和繁殖力,也决定雄性动物的生存。这一小组计划将来对这些基因的功能进行更详细的分析。

另外一篇也同日在线发表在《自然》杂志上的文章也进行了类似研究(为什么《自然》喜欢弄这种事?),这一研究采用不同的基因序列分析方法,研究对象是不同类型的哺乳动物,不过探讨的问题也是关于Y染色体进化。研究结论也类似。

现在知道了Y染色体上保留下来的基因对整个基因组的重要性,那么对这些基因功能进行具体分析将可以对疾病有更深入的了解。这说明,男性的许多特征不仅是雄性激素的问题,也存在基因表达层面上的因素。不过,这一研究也许说明,物种的基因之间,尤其是不同染色体上的基因之间,可能存在相互影响,这种影响是编织整个生物性状的关键环节。Y染色体的研究可能只是提供了一种特定的研究工具。

http://news.sciencemag.org/biology/2014/04/y-chromosome-more-sex-switch



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