可能会有人对“染色体”、“DNA”、“基因”、“碱基对”等概念比较模糊,我们先来简单地讲一下。染色体是细胞里的遗传物质聚合体,由蛋白质和DNA构成;DNA其实就是一种具有双链结构的大分子聚合物,携带着生物体必需的遗传信息;基因是带有遗传信息的DNA片段;碱基对是形成DNA的化学结构(它们之间的关系如下图所示)。


人类的正常染色体(科学家发现人类的Y染色体正在不断缩短)(1)

人类的体细胞总共有23对染色体,第1至22对是男女都有的,被称为“常染色体”,而第23对则决定了人类的性别,这被称为“性染色体”,其中男性的性染色体包含一个X染色体和一个Y染色体,女性的则由两个X染色体组成。


人类的正常染色体(科学家发现人类的Y染色体正在不断缩短)(2)

可以看到,Y染色体对男性至关重要,然而一个不好的情况却是,科学家发现人类的Y染色体正在不断缩短,研究表明,在1600万年前,人类祖先的Y染色体携带的基因超过了1500个,而在人类的Y染色体却只有不到50个有效基因,并且其长度也只有X染色体三分之一了。


人类的正常染色体(科学家发现人类的Y染色体正在不断缩短)(3)

据此,澳大利亚拉筹伯大学的詹妮弗.格拉芙(Jennifer.Graves)教授曾在国际基因组学大会(ICG)上指出,平均每100万年,人类的Y染色体就会减少10个基因,按照这个速度,在未来不到500万年的时间里,人类的Y染色体就会彻底消失。

这不禁很令人担心,未来的男性将何去何从?未来的男性会因此而消失吗?

我们先来看看为什么Y染色体会不断缩短,在漫长的演化过程中,染色体的内部区段会不断地发生重组,在这个过程中,会出现染色体的某一段断裂,然后旋转180度后再重新接合的情况,这被称之为“染色体倒转”。需要指出的是,在发生了染色体倒转之后,X染色体可以通过雌性细胞中的“孪生姐妹”得到很大程度的修复,而Y染色体却会因为没有“孪生兄弟”而不具备这种功能。


人类的正常染色体(科学家发现人类的Y染色体正在不断缩短)(4)

发生染色体倒转后,Y染色体上的基因位置就会重新排列,这很容易使得它们变得纠缠不清甚至毫无用处,因此这些倒转了的区段常常会被删除掉,久而久之,Y染色体上的基因就越来越少了。

那么Y染色体因此而彻底消失吗?对此,有科学家提出了不同的看法,华盛顿大学基因测序中心和佩基实验室公布的研究结果显示,在现代人类的Y染色体上,有很多重复的“回文结构”(注:回文结构是指从头读到尾与从尾读到头都是一样的结构,例如“我今天很开心”和“心开很天今我”)。

这就意味着,现代人类的Y染色体上的这些区段互成镜像,在它们之间可以自行互补,从而具备了修复基因突变的功能,因此现代人类的Y染色体上的基因有很大的概率是不会继续减少的。

但人类的Y染色体上基因那么少,而且又那么短,万一不小心真的丢失了怎么办?我们再接着看。

在Y染色体上决定性别的关键基因有两个,分别为“Sry”基因和“Eif2s3y”基因,在对其进行研究后,科学家发现“Sry”基因的本质其实是一种唤醒基因,它的作用是唤醒17号染色体的“Sox9”基因,而后者才是真正决定性别的基因。另外,科学家还发现在X染色体上,存在着一种名为“Eif2s3x”的基因,它与“Eif2s3y”基因是同源基因,必要时可以将其替代。


人类的正常染色体(科学家发现人类的Y染色体正在不断缩短)(5)

也就是说“Sry”基因和“Eif2s3y”基因似乎并不是无可取代,为了搞清楚这个问题,夏威夷大学的莫尼卡.沃德(Monika Ward)领导的研究团队决定拿小鼠来做实验,思路很简单:用一种其他的方式唤醒“Sox9”基因,并且用X染色体上的“Eif2s3x”的基因来替代Y染色体上的“Eif2s3y”基因。

令人惊喜的是,这个研究团队真的做到了,经过长时间的尝试,他们成功地培育出了没有任何Y染色体基因的、功能正常的雄性小鼠(该研究成果发表在2016年1月29日的《科学》杂志上)。


人类的正常染色体(科学家发现人类的Y染色体正在不断缩短)(6)

(上图为莫尼卡.沃德团队,最右边的是莫尼卡.沃德本人,图片来源:Amanda Shell)

有了以上的认识,我们可以得出一个结论:人类的Y染色体很可能不会再继续缩短,而即使是在数百万年以后,人类的Y染色体真的丢失了,未来的男性也不会因此而消失,大家可以放心了。


好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`

(本文部分图片来自网络,如有侵权请与作者联系删除)

,