Y染色体正在消亡?新研究认为它其实很稳定

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  • 发布时间:2020-08-08 16:26

星辉娱乐平台报道,过去近两亿年的演变历史时间中,Y染色体经历了强烈缩水率,越来越比它所相匹配的X性染色体要小得多。虽然这些专业科学研究Y染色体的专家学者们以前用“软弱的”一词来叙述它,很多非哺乳类哺乳动物果断抛下了它,演化成灵便的性别转换体制,这条小小性染色体依然坚强不屈地“活”了出来。以便表述为何如今的Y染色体能够比它刚出現时具备更强的适应能力,一篇于8月5日发布在TrendsinGenetics上的见解文章内容论述了一个新基础理论,名叫“Y染色体长久理论”(persistentYhypothesis)。

“大家一般 觉得,Y染色体对性別决策和男性精子造成所具备的关键实际意义是它可免于衰落的缘故,假如这种作用被挪动到基因的其他部位,那Y染色体将迈向亡国,”该见解文章内容的相互创作者之一,来源于加拿大新南威尔士高校(UNSW)的PaulWaters专家教授讲到,“可是大家觉得,Y染色体本身所带上的‘屠夫遗传基因’(executionergenes)能够让它在演变工作压力下活下来,这类‘屠夫遗传基因’对男士减数分裂的取得成功开展有关键的功效,并且有别于别的Y染色体上的遗传基因,这类遗传基因能够开展自身管控。”

缩水率的Y染色体

有关Y染色体的运势,专家早就得出了很多猜想。在其中“Y染色体软弱理论”(wimpyYhypothesis)明确提出,Y染色体是X性染色体衰落后的残余,并预测分析假如这条性染色体再次照线形的速度衰落,那麼大概1百万年后,人们就将道别Y染色体。实际上,依据牛津大学今年发布的一项科学研究,早已有20%的男士遗失了一部分Y染色体,而这一状况在血夜白细胞计数中特别是在比较严重(参照文尾拓展阅读文章)。可是这一理论沒有处理一个难题,那便是Y染色体上一些对男士性征和繁育尤为重要的遗传基因该何以为继。

因而,做为之上理论的填补,“Y染色体敏感理论”(fragileYhypothesis)问世了。该理论觉得,伴随着Y染色体的容积慢慢减少,其能够用于与X性染色体配搭的假常染色体区(pseudoautosomalregion)也会慢慢减少,从而促使减数分裂全过程中的性染色体匹配和分离出来全过程越来越不稳定。在这类状况下,演变工作压力会促进Y染色体上关键的遗传基因迁移到常染色体上。那样,Y染色体的演变终点站尽管依然是彻底消退,但它所带上的关键遗传基因有可能让常染色体接任,以确保植物体的一切正常生长发育和繁育。

大致,这两个理论对Y染色体的发展前途都持消极的心态,但全新科学研究明确提出了“Y染色体长久理论”,注重了Y染色体的不能代替性,尝试表述为何它沒有早已踏入这二种理论偏向的路面。

对减数分裂有很大的用途

有性生殖的微生物会根据减数分裂产生单倍体配子(卵细胞及男性精子),每一个配子中仅有每对性染色体中的一份复制。减数分裂由一轮基因拷贝和二轮持续的细胞分裂构成,并遭受严苛管控,以避免 不育症或染色体变异。

在减数分裂中的一步,X和Y染色体必须在特殊的时间范围被缄默。“关键的是,Y染色体承重着能够管控这一全过程的遗传基因,而这一特点在两年前就被发觉了,”该见解文章内容的另一位相互创作者,来源于意大利巴萨罗那基层民主高校的AuroraRuiz-Herrera专家教授表述道,“大家坚信更是这种遗传基因的存有让Y染色体可免于绝种。大家将这种参加管控性染色体缄默全过程的Zfy遗传基因称之为‘屠夫遗传基因’,由于他们假如在减数分裂中不正确的時间或部位起动,便会产生毒副作用,并‘处决’生长发育中的精子细胞。实质上,这种遗传基因饰演自身的审判长、众议院和屠夫,并根据履行这种作用来维护Y染色体的存有。”

总体来说,这种存有于Y染色体上的遗传基因针对减数分裂的一切正常开展至关重要:在其中的Zfy1、Zfy2遗传基因在男性性激素生长发育和成年人小白鼠的男性精子转化成中饰演重要的人物角色,另外在减数分裂中起动染色体缄默。但从另一个层面而言,也更是由于“屠夫遗传基因”在Y染色体而不是常染色体上,它能够在紧要关头被缄默,以防杀掉男性精子,阻拦繁育。

丧失Y染色体还能该怎么办?

Y染色体基本上存有于全部的哺乳类动物种群之中,但对这类性染色体真实关键的了解很多都来自于极少数并不遵照这条规律性的哺乳类动物,例如几类啮齿类动物。

文章内容的创作者发觉,仅有一种极为少见的遗传基因转座恶性事件能够在保持精子成活率的状况下容许Y染色体的遗失。在这类独特的转座中,Zfy遗传基因会弹跳至X性染色体上,进而在减数分裂中被缄默。这类状况也更是为何鼹形老鼠属(Ellobius)沒有Y染色体的缘故。在这种遗失了Y染色体的种群之中,本来Y染色体上担负关键作用的遗传基因发生了迁移,决策睾丸发育的Sry基因功能复制消退,种群演变更新的性別决策体制和染色体系统软件。

趣味的是,Y染色体的Zfy遗传基因如今早已在小白鼠的身上开展了一次拷贝,因而必须2次遗传基因转座才能够彻底除去Y染色体中Zfy遗传基因的“屠夫”功效,这产生的双向维护会使小白鼠的Y染色体更为平稳。

“我几乎都坚定不移地坚信,将独特的系统软件多方面较为,能够为其他系统软件产生很多信息内容,”Waters表明,“明确Y染色体缺少的广泛前提条件,使大家创建起了表述Y染色体为啥大部分种群上都存有的理论。”

此项科学研究也是新冠肺炎疫情期内的一项出现意外成效。Waters和Ruiz-Herrera的协作超越一个半地球上,Waters说:“2020年稍早,大家申请办理来到一笔经费预算,用以检测X性染色体在减数分裂中的缄默状况。在试验室因肺炎疫情关掉后,我们决定把探讨转换成一篇具体描述。那时候大家还不知道,大家会偶然发现那样一个表述Y染色体在大部分哺乳类动物中的存有的形象化体制。”接下去,科学研究工作人员们方案进一步检查‘屠夫遗传基因’的演变历史时间,并试着从演变和作用视角了解这种遗传基因也是怎样被管控的。

“在大众文化和科技界中,哺乳类动物的Y染色体都被觉得是男子汉气概的标示,”Ruiz-Herrera说,“即便如此,很多人都觉得要是历经充足的時间,Y染色体最后依然会消退。但大家明确提出了的理论说明Y染色体能够逃出它的致命性詛咒。因而,大家的异性朋友们总算能够松一口气了:Y染色体可能被再次承传!”