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怎么还会有男人?

2003-07-15 12:49 作者:高仪 2003年第27期
——揭开Y染色体的秘密

一个男人和一只雄性黑猩猩基因图谱上的差异,以及一个女人同一只雌性黑猩猩基因图谱上的差异,实际上并不比男人和女人之间的差异更大

在进化了几百万年后,怎么这个世界上还会有男人存在?

别以为这是女性主义者突发奇想的傻问题。实际上,在人类染色体研究开始后不久,就有一些生物学家发现,决定人类性别的Y染色体不能按照惯常的方式消除基因缺陷,而坏基因通常会侵蚀自身周围的好基因,形成连锁反应。根据生物法则,这样的染色体本来应该在几百万年前就已经消失殆尽。

不过,我们大可不必从现在就开始为Y染色体或男性的未来而忧心忡忡。6月19日出版的《自然》杂志上,刊登了美国坎布里奇怀特海德生物医学研究中心和华盛顿大学医学院的科学家们对Y染色体的最新共同研究成果。参与此项研究的大卫•佩奇(David Page)在接受《新闻周刊》记者采访时愉快的指出,在基因修复方面,“Y染色体实在有一手”。

人类的性别由X和Y两种染色体决定。男性的每个体细胞中都存在一个X染色体和一个Y染色体,而女性则是一对X染色体。Y染色体易于衰败退化的主要原因在于它不能够进行重组。发生于精子与卵子结合后的重组不仅能使来自父母双方的基因重新组合,产生全新的个体,还能使因为基因突变而产生的坏基因被另一个染色体中相对应的好基因所取代。这样,大多数的Y染色体基因就因为突变而变得无用。佩奇指出,在最开始时候,X、Y染色体和其他22对人类染色体一样,都拥有大约1000个基因。然而,在长期演变后,Y染色体中的基因数目已不足100个。

佩奇率领的怀特海德研究小组发现,在由5100万个DNA组成的Y染色体内部,存在8个“回文结构”——DNA排列顺序正反均相同的序列。当这个回文结构从中间对折的时候,序列两端结合起来,正好一一对应,同普通染色体的重组过程一致。在这种情况下,发生突变的坏基因可以被相对应的好基因所替代,而“男性染色体”也借助这种近乎自恋的方式延续至今。

不过,这种基因的自我修复功能也并非没有代价。当这个过程中发生错误时,染色体会删除伸展的DNA。这种删除发生的几率约为1/2000,而它的直接后果就是男性不育症。

美国国家人类基因组研究中心的弗兰西斯•科林斯(Francis Collins)将人类Y染色体秘密的发现称为“性别决定历史上的里程碑”,这个发现在很大程度上也要归功于这个被研究的Y染色体的匿名捐献者:RPCI-11先生。他是布法罗州罗斯韦尔•帕克癌症研究中心招募到的一名志愿者。在某些时候,他也被诙谐的称为“亚当的亚当”。

除了发现Y染色体的自我保护功能,研究人员还完成了其他一些重要工作。科学家发现,在RPCI-11的Y染色体中,共有78个基因。其中一些与生育能力和精子生产有关。有趣的是,几乎所有与生育能力相关的基因都存在于DNA的回文结构中。

迄今为止,我们已经知道,人类与非洲黑猩猩的基因图谱相似性可以达到98.5%,那么,拥有不同染色体的男人和女人的基因图谱相似性又有多少呢?

生物学家们认为,因为Y染色体中几乎没什么基因,而女性的一对X染色体中也有一个是失活的,因此,男性和女性都只有一个起作用的X染色体,他们的基因图谱之间也没有什么分别。

然而,研究人员近来发现,在女性的X染色体中,大约有几百个基因并没有失活,加上最新发现的男性Y染色体中的几十个基因,男性和女性在基因图谱上的差别应该在1%到2%之间。这就又引发出一个有趣的话题:一个男人和一只雄性黑猩猩基因图谱上的差异,以及一个女人同一只雌性黑猩猩基因图谱上的差异,实际上并不比男人和女人之间的差异更大。“所有事情其实都并不像它看上去的那样,”佩奇的这句话说得真好。

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