即使Y染色体丢失男人也不会消失
时间:2024-02-12 19:32来源:未知 作者:未知 点击:

  每个人都有两条性染色体,女人为XX,男人为XY。现在,人类的Y染色体比X染色体短,上面的基因也少。但科学家相信,最初的时候Y染色体应该是跟X染色体一样长的,基因也一样多,这是Y染色体上的基因不断丢失的结果。他们还预测,以这样的速度下去,在1000万年后人类的Y染色体最终将消失。

  对于成年的男性个体来说,Y染色体丢失不会影响他的生存。因为Y染色体上不包含任何关键的基因,因此细胞和个体可以在失去Y染色体后继续存活下来。事实上,最近的研究显示,随着男性年龄的增长,Y染色体从细胞中丢失是经常发生的事情,但丢失的人与常人并无不同。不过,如果整个人类的Y染色体都丢失,那就危险了,就可能意味着绝种,因为那时不再有男性了。

  但也许事情没那么悲观。几十年前,科学家发现,在当今世界,已经存在几种缺失Y染色体却没有灭绝的哺乳动物,生活在日本奄美岛的奄美刺鼠就是其中之一。那么,它们能够生存的秘诀是什么呢?最近,日本北海道大学的生物学家黑岩麻衣为我们解开了这个秘密。

  整个动物界有许多不同的性别决定系统,但在几乎所有哺乳动物中,性别取决于X和Y染色体。如果一个胚胎继承了两条X染色体,它就会发育成一个雌性;如果它继承了一条X染色体和一条Y染色体,它就会变成雄性。

  发生这种情况是因为Y染色体包含一个叫做SRY的基因,它可以启动一系列导致胚胎往雄性方向发育的基因,其中最重要的是启动睾丸发育的SOX9基因,但SOX9基因不在Y染色体上,而是在一条常染色体上。

  奇怪的是,奄美刺鼠虽然已经不再有Y染色体,但种群中依然有性别之分。为了找出雄性刺鼠仍然存在的原因,黑岩麻衣和她的同事首先对雄性和雌性的基因组进行了测序。他们发现,在雄性刺鼠中,3号常染色体的两条染色单体(每条常染色体都由两条染色单体组成)中的一条有一段重复的区域(不妨称之为AA),就在SOX9基因旁边。如果我们把两条染色单体都没有这段重复区域的雌性刺鼠,其基因型标记为A-A,那么两条染色单体中有一条有这段重复区域的雄性刺鼠,其基因型就是A-AA。

  这段重复的区域起什么作用呢?为了弄清这一点,研究人员将它添加到小鼠的基因组中,他们发现,它可以提高小鼠SOX9基因的活性,从而有效地取代SRY基因。这意味着,带有这段重复区域的3号常染色体(A-AA)已经在行使着Y染色体的功能。

  本来,要严格地证明这一点,实验应该在奄美刺鼠身上开展,譬如删除那段重复区域,看看这样的奄美刺鼠还能不能发育成雄性。但因为奄美刺鼠是一种濒危物种,这样的实验无法进行。不过尽管如此,这个在小鼠身上的实验也足够有说服力。

  这段重复区域一定是在距今200万年前及之后的某个时间出现的,因为200万年前正是奄美刺鼠与它的近亲物种“分道扬镳”的时间,而它的近亲物种现在仍有Y染色体(这说明它们的共同祖先是有Y染色体)。一旦这段重复区域出现,Y染色体的丧失就不再危及所有雄性的丧失。黑岩麻衣猜测,有一段时间,奄美岛上的雄性刺鼠可能存在两种类型:一种是带Y染色体的,另一种是不带Y染色体,但3号常染色体上带有那段重复区域的。后来,随着Y染色体不断丢失基因,前一种雄性灭绝了,只留下后一种。

  奄美刺鼠的两种性别现在都只有一条X性染色体,由于X染色体也是不稳定的,而且突变在不断积累,它也可能随着时间的推移而丢失。到了那个时候,3号常染色体可能就会完全取代原先的XX或XY染色体,起到性染色体的作用。然后,可能会沿着与X和Y相同的路线进化,其中一条缩短,变得与另一条不同。

  包括人类在内的许多哺乳动物,其Y染色体在过去的数千万年中一直在萎缩,最终可能会消失。但是,奄美刺鼠的情况向我们展示了一条避免灭种的生存之道。

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