男性染色体 前沿快讯:男性命短 可能是Y染色体害了你

原创 马猴 时光派
【男性染色体 前沿快讯:男性命短 可能是Y染色体害了你】
@马猴
亚利桑那大学
神经科学和认知科学
朋友,干了这杯缸中脑
动物界有一个奇怪的现象,雄性的寿命普遍低于雌性。既然广泛存在,就意味着这种现象一定有很深的生物学原因。
目前,Y染色体是这一现象的头号嫌疑犯。不论是科学界还是民间,一批判起Y染色体,理论要多少有多少,“石锤”倒是至今拿不出几个。终于,一支来自加州大学伯克利分校的团队带着实验数据站了出来,他们宣称,就是Y染色体“害”了你!不过,它“害”你的方式倒是和多数人此前所想的不太一样。

这项研究发表在2020年4月20日的顶级科学期刊《自然生态与进化》上
想要把雄性短命归罪于Y染色体,首先需要明白Y染色体特殊在哪。研究人员利用果蝇模型,给Y染色体做了一个全面的“体检”,最后发现,相对于其他X染色体,Y染色体上的DNA重复序列数量明显偏高。
具有重复序列的人,顾名思义,就是一些高度重复的DNA片段。时至今日,科学界对它们的理解主要有两种:一是它们是一堆“自私”的序列,会为了自我复制而迫害邻居的基因,造成生物体基因组的不稳定;第二,作为对策,细胞会在上面形成一种叫做异染色质的结构,并“包装”这些序列,从而抑制它们的表达。
理论上讲,异染色质的数量,会由于不明的原因在衰老中不断减少,研究人员立刻意识到了其中的问题:这就意味着,Y染色体上的重复序列会在老年果蝇的体内大量表达,损害基因组的稳定性,从而影响寿命。如果能证实这一理论,我们就可以“实锤”Y染色体是影响男性寿命的真凶。
果然,通过免疫沉淀技术,研究人员发现,雄性果蝇年轻时,Y染色体上的染色质数量远高于其他染色体。然而,进入老年后,雄性果蝇开始失去大量异染色质。相比之下,由于缺乏Y染色体,雌性果蝇衰老后丢失的异染色质比雄性果蝇少1.5倍。

Y染色体的异染色质明显高于X染色体

雄性果蝇衰老后丢失的异染色质主要来自重复序列的密集区
结果呢?重复序列在老年雄性果蝇体内变成了脱缰的野马,Y染色体相关的43个重复序列里,有42个的表达水平出现了显着提升。对比之下,老年雌性果蝇体内所有的染色体都算进去,也才只有6个重复序列的表达水平有所升高。显然,两性果蝇在衰老后,生物学层面最大的差异之一就是Y染色体上这些“自私基因”的表达。

雄性果蝇重复序列的表达水平显著提高,且大部分上调的重复序列与Y染色体有关
基因层面解释通了,如何证明Y染色体的确会影响雄性的寿命呢?这里就展示出了果蝇作为基因研究模型的一个巨大便利,不同于人类,果蝇的性别,是由X染色体在全部染色体中所占的比例决定的,与有没有Y染色体无关。这就允许研究人员通过基因技术制造出带有Y染色体的雌性、不带有Y染色体的雄性和带有双倍Y染色体的“猛男”雄性。
与前面的推理一致,脱离Y染色体的雄性果蝇寿命暴涨,甚至直接超越了正常的雌性果蝇。而佩戴Y染色体的女性,寿命立马急剧下降。但是,最惨的是拥有双Y染色体的“猛男”男性,刚刚步入中年,就开始大规模毁灭。总之,不分性别,Y染色体越多,寿命越短。y染色体是缩短男性寿命的罪魁祸首。

不同Y染色体果蝇的生命统计。
时光派点评
虽然去除Y染色体延长了“雄性”果蝇的寿命,但考虑到Y染色体上的基因集中在果蝇的生殖组织中,没有Y染色体的“雄性”意味着什么,你知道吗...

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