新的证据表明,Y染色体实际上正在通过不断的大规模更新而快速进化。
与被广泛认同的有关哺乳动物Y染色体正在缓慢衰退或停滞不前理论相反,新的证据表明,Y染色体实际上正在通过不断的大规模更新而快速进化。 经过首次物种间Y染色体综合对比,美国怀特黑德生物医学研究所的研究人员发现,人类和黑猩猩的Y染色体基因序列与其它染色体有很大不同,说明自从600万年前人类和黑猩猩从一个共同祖先分离出后,y染色体要比其他染色体进化得更快。研究结果发表在《自然》杂志上。 “Y染色体中进化最快的区域是在生成精子的部位。”研究人员詹妮弗•休斯说。“Y染色体中的其他区域进化的速度与其他染色体相似,只是稍快一点。” 黑猩猩的Y染色体是唯一经过两次综合排序的染色体。最早对黑猩猩基因组排序是在2005年,因为当时它的数百个基因片段发生重复而影响了标准的基因排序技术而被排除在外。通过与华盛顿大学基因组中心密切合作,研究人员经过努力对黑猩猩Y染色体再次进行了排序,并与早在2003年就已经完成排序的人类Y染色体进行了比较。对比的结果令研究人员意想不到:黑猩猩和人类的Y染色体非常相似。相反,它们的结构和基因含量存在很大不同。例如,在一个相对较短的时间里,黑猩猩Y染色体有一个明显的改变,它比人类Y染色体减少了三分之一到二分之一的基因。研究人员说这还不是有关基因衰退或丢失的全部。他们把Y染色体比作正在不断进行更新变化的家庭。 “人们住在房子里,但总是有一些房间需要整改。”研究人员说。“但对整个染色体整改就不正常了。” 华盛顿大学基因组中心副主任韦斯•华伦赞同这一说法。“研究清楚地表明,Y染色体在利用各种手段保持基因多样性方面比其它染色体精明多了。”他说。“这些发现说明,我们对Y染色体的认识在不断进步。” 研究人员推测,黑猩猩和人类Y染色体发生趋异进化的原因可能是因为几种因素,包括Y染色体特征特异性和交配方式的不同。 因为数个雄性黑猩猩不断与同一个雌性黑猩猩进行交配,雄性的精子在竞争激烈的生殖交配期不断被清理掉。如果一个雄性黑猩猩能产生更多精子,从理论上说它就更容易让雌性怀孕,因此也就会把它的优越的精子生成基因传给下一代。 因为传递这种优越的精子生成基因的选择压力很大,这些基因也会把一些有害的遗传特征传给下一代。这种情况是可以发生的,由于Y染色体在细胞分裂时没有配对染色体来进行基因交换。染色体对之间的基因交换可以去除有害基因而互相保留有益基因。Y染色体没有这个能力,它是作为一个整体在进化过程中进行演变的,它或者全部进化或者全部不进化。 对于黑猩猩来说,精子产生基因的巨大选择压力和缺乏基因交换能力的双重作用有可能会加速Y染色体的进化。不理想的基因或者片断的缺失这一劣势有可能成为改善精子产生的优势,也因而造成了黑猩猩Y染色体中基因比人类的少的结果。为了明确Y染色体快速进化是否只是在黑猩猩和人类,研究人员正在对其它哺乳动物的Y染色体进行排序和研究。 (责任编辑:glia) |