图片来自:genetic literacy project
一部分男性的Y染色领会跟着年纪增加而不断丢掉,有科学家指出,这或许和一些与癌症相关的基因骤变有关。可是,也有研讨以为,Y染色体丢掉是细胞演化进程的“自然挑选”:没有了Y染色体,这些细胞能生计得更好。
撰文丨SARAH ZHANG
翻译丨杨心舟
不断丢掉的Y染色体
上世纪60年代,许多医师在查看人类白细胞中的染色体数目时,发现了一个古怪的现象。剖析显现这些白细胞会丢掉一些Y染色体,而且样本年纪越大该现象发作的频率越高。而尔后,许多研讨都以为Y染色体丢掉会带来许多负面影响,比方和癌症、心脏病以及其他紊乱征相关。
现在,有一项迄今针对该现象的最大型研讨指出,在来自英国生物库超越20万例男性样本中,估量有20%的人现已丢掉了部分Y染色体。而到了70岁,43.6%的男性都会发作该现象。不过,研讨并不清楚为何会发作这种成果。但他们都以为,Y染色体的丢掉其实是一种最直接和显着的健康正告,这些男性的身体必定出了一些问题。Y染色体缺失或许会导致一系列的基因骤变在细胞中累积,某些骤变很或许和癌症或许其他疾病相关。
制图:Sebastian Kaulitzki
究竟,人的一生中基因骤变是不断在身体中自发发作的。细胞在割裂进程中,骤变或许仅仅小到某个基因的一个碱基呈现了配对过错,也或许大到整条染色体都丢掉。这就或许会导致嵌合性克隆现象的发作。按道理,来自一个个别的细胞一切的基因组都是相同的,但嵌合现象发作时,个别能够具有显着差异的细胞组群,而每一组细胞又带有彻底不相同的骤变。每个人都或多或少会存在嵌合现象,可是跟着年纪增加,该现象发作程度会渐渐的高。
“你年纪越大,细胞割裂进程中发作的过错就越多,”剑桥大学的生物学家John Perry表明,他是新研讨的领导人。
在血液中,最常见的嵌合现象便是一些细胞会丢掉Y染色体。当然,也存在许多其他的比如,比方在女人中,一些血细胞也或许会丢掉一条X染色体。而还有一些血细胞会取得某一条基因的骤变,丢掉一小段染色体,乃至取得一整条额定的染色体。(当然,这些现象都只针对白细胞而言,由于红细胞不含有任何DNA。)
骤变引起的丢掉?
Perry和搭档们也想知道,为什么只要一部分男性会丢掉Y染色体,因而,他们也企图寻觅是否其他染色体上的一些骤变会和男性丢掉Y染色体相关。成果,Perry真的找到了156个相关骤变。许多骤变位点与癌症易感基因很挨近,男性具有这些骤变会和高危险患前列腺癌、睾丸癌相关。而脑胶质瘤、肾癌和其他类型癌症简直都和这些骤变有所联络 。
“我以为这是最风趣的部分,”来自斯坦福大学研讨血液的病理学家Siddhartha Jaiswal表明。或许丢掉Y染色体并不是导致这些患病几率提高的终究要素,究竟底子没有Y染色体的女人也没有遭到什么生计影响。
图片来自:pixabay
但是,假如一段基因骤变能够让男性丢掉Y染色体,而该骤变相同能够提高人患癌症的危险。这样就能说得通了,究竟女人也能具有这些骤变,归根到底来说便是DNA上的一些过错会引发疾病。
癌症是由于骤变累积过多,细胞的割裂机制呈现过错而发作的。另一方面,Y染色体丢掉自身也算得上是一种极大的基因骤变。Perry以为这两种成果都或许是由于细胞中应对和处理DNA损害的进程被阻挠了。“Y染色体丢掉证明晰咱们的基因组的确存在不稳定性,”Perry表明,换句话说,Y染色体丢掉说明晰咱们的身体是答应DNA过错不断被累积的。
失掉是为了生计?
但为什么Y染色体丢掉的频率要显着比其他染色体要高呢?或许由于Y染色体是一切染色体中最小的,又或许它相对其他染色体的功用来说并没那么重要。“或许Y染色体只带有很少的基因,比较丢掉其他染色体来说,丢掉Y染色体或许是最好的挑选。”丹娜法伯癌症研讨院的癌症学家David Steensma这样以为。已然Y染色体丢掉如此常见,说不定对某些细胞来说,这还能带来一些细小的优点。究竟那些发作Y染色体丢掉的男性,87%的血细胞都会有Y染色体缺失。
Perry以为这个优点或许是,细胞割裂进程中能够少带着一条染色体,这姿态就能够省下不少能量消耗。又或许是,这样细胞能阻挠Y染色体上一些成长按捺基因的表达。不管是哪一种,都对血细胞有着必定的效果,由于这些细胞每天都要和很多火伴竞赛有限的资源。假如一个细小的骤变对它们的成长有效果,那这些骤变细胞就能够胜过其他细胞。Perry以为,实际上,人类血细胞的构成进程便是一部完美的“微观演化史”。
近些年,现已有许多科学家开端测验探究同一个别中,不同组群血细胞的一些深层次差异。“咱们想要看到完好的信息,那就需求一些能够检测全基因组的技能,”专攻血液癌的生物学家Lambert Busque表明。50年前,一群医师打破性地发现了Y染色体丢掉的现象。现在,科学家们现已能够一起剖析数千个人的血液中的基因,而且也确认了一个人的血细胞并不是彻底相同的。
https:///science/archive/2019/12/men-lose-y-chromosomes-cells-they-age/603013/
《举世科学》2020年度全年订阅
现已敞开