y染色体真的在慢慢消失吗？Y染色体正在慢慢消失

y染色体真的在慢慢消失吗？Y染色体正在慢慢消失丹麦最近一项发表在《公共科学图书馆遗传学》的研究中，检测了来自于62个不同人的Y染色体的测序部分，发现它会遵从“基因扩增”而进行大规模结构性重组——即获得基因的多个副本，提升健康精子的功能和减轻基因损失。不过，最近有研究表明，Y染色体已经升级出了“刹车”机制，来减缓基因丢失的速度，或许能阻止其退化。其实Y染色体一开始并不是这样，如果我们把时钟倒转到1.66亿年前，对于第一个哺乳动物来说，这个故事就完全不同了。早期的Y染色体与X染色体长度差不多，也包含了所有相同的基因。不过，Y染色体有一个根本性的缺陷，那就是其他的染色体在我们每个细胞中都有两份，而Y染色体只有一份。这意味着Y染色体上的基因不能进行基因重组，每一代基因的“洗牌”都有助于消除有害的基因突变。被剥夺了重组好处的Y染色体会随着时间退化，最终从基因组中消失。红色标记的Y染色体，旁边的X染色体更大 图自国家人类基因组研究所

Y染色体虽然是男子气概的象征，但它似乎没有那么坚强。

图自pixabay

Y染色体携带的“SRY”基因决定了胚胎发育成男性（XY）还是女性（XX）。但它只包含很少的其他基因，而且是唯一一条“不必要”的染色体。毕竟，女人在没有它的情况下也能过得很好。

更重要的是， Y染色体正在迅速退化。科学家预测，按照现在的退化速度再过460万年，Y染色体就会完全消失。这听起来可能很长，但当你发现地球已经存在了35亿年时，事情就没那么简单了。

其实Y染色体一开始并不是这样，如果我们把时钟倒转到1.66亿年前，对于第一个哺乳动物来说，这个故事就完全不同了。早期的Y染色体与X染色体长度差不多，也包含了所有相同的基因。

不过，Y染色体有一个根本性的缺陷，那就是其他的染色体在我们每个细胞中都有两份，而Y染色体只有一份。这意味着Y染色体上的基因不能进行基因重组，每一代基因的“洗牌”都有助于消除有害的基因突变。被剥夺了重组好处的Y染色体会随着时间退化，最终从基因组中消失。

红色标记的Y染色体，旁边的X染色体更大 图自国家人类基因组研究所

不过，最近有研究表明，Y染色体已经升级出了“刹车”机制，来减缓基因丢失的速度，或许能阻止其退化。

丹麦最近一项发表在《公共科学图书馆遗传学》的研究中，检测了来自于62个不同人的Y染色体的测序部分，发现它会遵从“基因扩增”而进行大规模结构性重组——即获得基因的多个副本，提升健康精子的功能和减轻基因损失。

这项研究还表明，Y染色体已经发展出一种不寻常的结构，称为“回文”（即DNA序列可以像“kayak”一样，前后阅读顺序都相同），从而保护它不受进一步的破坏。他们在Y染色体的回文序列中记录了一个高频率的“基因转换事件”，这基本上是一个“复制粘贴”的过程，允许使用未损坏的备份拷贝作为模板，来修复受损的基因。

对比其他物种，越来越多的证据表明Y染色体的基因扩增是一个普遍的原则。这些扩增的基因在精子生产（至少在啮齿类动物中是这样）和调节后代性别比例中发挥着关键的作用。最近，在分子生物学和进化方面的研究表明，老鼠基因拷贝数的增加是自然选择的结果。

关于Y染色体是否真的会消失的问题，科学界的认识目前被分为“离开说”和“留下说”。支持后者的人认为它的防御机制做得很好，并且挽救了Y染色体。但是“离开说”的研究人员认为， Y染色体所做的一切就好像用指甲抓住悬崖，最终都是会掉下去的，因此争论仍在继续。

澳大利亚拉筹伯大学的Jenny Graves表示，如果你从长远的角度来看，Y染色体必然要失败的。在2016年的一篇论文中，她指出，日本的小老鼠和田鼠已经完全失去了Y染色，并且认为基因在Y染色体上丢失或产生的过程不可避免地导致了生育问题，但这反过来又能最终推动新物种的形成。

田鼠没有Y染色体 图自维基百科

男性会灭亡吗?

即使人类的Y染色体真的消失了，也并不一定意味着男性会消失。在已经完全失去Y染色体的物种中，仍然需要雌雄两性来繁殖。在它们体内，SRY这个“主开关”基因已经转移到另一条染色体上，这意味着这些物种在不需要Y染色体的情况下也能产生雄性。只不过这条携带SRY基因的新染色体同样也会开始退化。

人类的有趣之处在于，尽管普通交配过程需要Y染色体的参与，但生殖技术可以解决这个问题。这意味着基因工程可能很快就能取代Y染色体的基因功能，允许同性伴侣或不育男性怀孕。然而，就算每个人都能以这种方式怀孕，普通人也不会停止自然的生殖方式。

所以，虽然这是一个有趣且争论激烈的基因研究领域，但几乎没有必要担心，我们甚至不知道Y染色体是否真的会消失。而且，正如我们所展示的，即使Y染色体真的消失了，我们也可以继续正常地生殖下去。

蝌蚪五线谱编译自iflscience

作者：李彤馨

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