发表在最近《PLOS遗传学》上的论文中,加州大学伯克利分校的的生物学家们最新发现,在人类和其他具有XY性染色体的物种中,男性的寿命往往比女性短,这是由于Y染色体的重复部分会随着男性的衰老而产生*性作用。
科学家研究了一种称为米兰达果蝇(Drosophilamiranda)种类的果蝇,该物种的雄性的DNA重复部分是雌性的两倍,寿命较短。研究表明,当DNA以紧密堆积的形式存在于年轻雄蝇细胞内时,重复部分将被关闭。但是随着果蝇的衰老,DNA呈现出一种松散的形式,可以激活重复部分,从而产生*性副作用。这种“*性”效应,导致如记忆力受损和DNA损伤,是这种“有*的男子气”,使其寿命缩短。
尽管雄性和雌性都带有这些重复序列,但它们在雄性的Y染色体上更为丰富,从而这可以解释为什么在具有XY性染色体的物种(例如人类)中,女性的寿命通常比男性更长。
论文指出:“在具有更大Y染色体、更多重复和更活跃转录基因的物种中,*性Y效应似乎更加明显。”“数据表明,男性基因组体现富含重复序列的Y染色体。”
以前的研究表明,当重复的部分解并变得活跃时,会损害记忆力、导致DNA损伤、并缩短寿命。如下图所示紧密包装的DNA,即所谓的“异染色质”,在不同的染色体上可见。跨染色体的异染色质富集,雄性有丝分裂染色体中H3K9me3的免疫荧光染色,比例为50μm。
该研究发现还支持重复DNA片段与衰老之间存在更普遍联系的观念,而这一点目前需要更多的研究来揭示重复DNA的*性作用的确切机制。
冷知识:Y染色体
Y染色体是在属于XY性别决定系统的大多数哺乳动物(包括人类)的两条性染色体之一,另一个是X染色体。它被认为是生物中唯一对生命不重要的染色体,毕竟,一个女性可以一个Y染色体都没有也可以生存。在人类中,其他22对染色体,称为常染色体,是相同的。
Y染色体跨越超过万个DNA构建基块,几乎占细胞中总DNA的2%。但是人的Y染色体仍然是基因组中最小的染色体之一。
大约一半的男人精子中携带有Y染色体,决定其孩子是男性还是女性。科学家认为Y染色体的基因数量正在迅速消失,已从多种减少到了约50种,损失了95%以上。如果继续以这样的速度退化,则Y染色体只剩下万年将完全消失。
Y染色体原来不是那么小。它曾经同X染色体的大小一样,并且包含所有相同的基因。但问题是,Y染色体只能以单复制形式从父亲传给儿子。这意味着Y染色体上的基因不能进行所谓的“基因重组”。这是每一代中发生的基因转换,也有助于消除破坏性的基因突变。
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