「染色体」男人更短寿?科学家:罪魁祸首是他们身上的这个“小东西”
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动物界存在着一种奇怪的现象 , 雄性动物的寿命普遍低于雌性 。 既然普遍存在 , 那就意味着这一现象必然存在深层的生物学原因 。
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”你方式倒是和多数人此前所想的不太一样[3
。
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(repetitive sequences)数量明显偏高 。
重复序列人如其名 , 就是一些内容高度重复的DNA片段 , 当今科学界对它们的认识主要有两点:第一 , 这是一帮“自私”的序列 , 它们会为了复制自己而去迫害周围的邻居基因 , 造成生物体内基因组的不稳定;第二 , 作为对策 , 细胞会在它们身上形成一种名为异染色质(heterochromatin)的结构 , 把这些序列“封装”起来 , 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“石锤”Y染色体是影响男性寿命的真凶 。
【「染色体」男人更短寿?科学家:罪魁祸首是他们身上的这个“小东西”】果然 , 通过免疫共沉淀技术(ChIP-seq) , 研究人员发现 , 雄性果蝇在年轻时(8天大) , Y染色体上的染色质数量远高于其他染色体 。 但进入老年后(68天大) , 雄性果蝇体内的异染色质开始大量丢失 , 相比起来 , 雌性果蝇由于没有Y染色体 , 衰老后异染色质的丢失数量低于雄性1.5倍之多 。
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著提升 。 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 。
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(XXY)、不带有Y染色体的雄性(X0)和带有双倍Y染色体的“猛男”雄性(XYY) 。
和此前的推理完全一致 , 脱开了Y染色体这个累赘的雄性果蝇(X0) , 寿命一路飙升 , 甚至直接超过了正常雌性 。 而戴上了Y染色体的雌性(XXY) , 寿命立刻大幅下降 。 不过最惨的还是带有双倍Y染色体的“猛男”雄性(XYY) , 它们刚刚步入中年就开始集体团灭 。 一句话总结就是 , 不论什么性别 , Y染色体越多 , 活的就越短 , Y染色体就是减少广大男性寿命的元凶 , 石锤了!
时光派点评去掉Y染色体虽然延长了“雄性”果蝇的寿命 , 不过考虑到Y染色体上的基因都集中表达在果蝇的生殖组织中 , 没有了Y染色体对于一个“雄性”意味着什么 , 你懂的……
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