Y 染色體正在慢慢消失。新的性基因可能是男人的未來。

人類和其他哺乳動物嬰兒的性別是由 Y 染色體上的男性決定基因決定的。但是人類Y 染色體退化并且可能在幾百萬年后消失，除非我們進化出新的性基因，否則會導致我們的滅絕。

好消息是，嚙齒動物的兩個分支已經失去了它們的 Y 染色體，并且活著講述了這個故事。

2022 年的一篇論文美國國家科學院院刊展示了多刺大鼠如何進化出一個新的雄性決定基因。

Y 染色體如何決定人類性別

與其他哺乳動物一樣，在人類中，女性有兩條 X 染色體，而男性有一條 X 染色體和一條名為 Y 的微小小染色體。這些名字與它們的形狀無關;X 代表“未知”。

X 包含大約 900 個基因，這些基因執(zhí)行與性無關的各種工作。但 Y 包含少數(shù)基因（約 55 個）和大量非編碼 DNA– 簡單的重復 DNA，似乎什么都沒做。

但 Y 染色體很有沖擊力，因為它包含一個非常重要的基因，可以啟動胚胎中的男性發(fā)育。

在受孕后大約 12 周，這個主基因會觸發(fā)其他調節(jié)睪丸發(fā)育的基因。胚胎睪丸產生雄性激素（睪酮及其衍生物），確保嬰兒發(fā)育為男孩。

這個主性基因被鑒定為 SRY （Y 上的性區(qū)域）1990 年.它通過觸發(fā)一個從稱為 SOX9 的基因開始的遺傳途徑起作用，該基因是所有脊椎動物確定雄性的關鍵，盡管它不存在于性染色體上。

消失的 Y

大多數(shù)哺乳動物的 X 和 Y 染色體與我們的相似;一個 X 有很多基因，一個 Y 有很多基因，還有一些其他基因。由于男性和女性的 X 基因劑量不相等，該系統(tǒng)存在問題。

這樣一個奇怪的系統(tǒng)是怎么演變的？令人驚訝的發(fā)現(xiàn)是澳大利亞的鴨嘴獸具有完全不同的性染色體，更像鳥類的性染色體。

在鴨嘴獸中，XY 對只是一條普通的染色體，有兩個相等的成員。這表明哺乳動物 X 和 Y 在不久前是一對普通的染色體。

反過來，這一定意味著 Y 染色體在人類和鴨嘴獸分別進化的 1.66 億年中失去了 900-55 個活性基因。這大約是每百萬年損失 5 個基因。按照這個速度，最后 55 個基因將被淘汰1100 萬年.

我們關于人類 Y 即將滅亡的主張引起了轟動，直到今天，還有關于我們 Y 染色體的預期壽命的索賠和反索賠——估計無限之間和幾千年。

沒有 Y 染色體的嚙齒動物

好消息是我們知道兩個嚙齒動物譜系已經失去了 Y 染色體——并且仍在存活。

東歐的鼴鼠和日本的多刺鼠各自擁有一些 Y 染色體和 SRY 已經完全消失的物種。X 染色體在兩性中都以單劑量或雙劑量保留。

雖然目前尚不清楚鼴鼠如何決定性別沒有 SRY 基因由北海道大學生物學家 Asato Kuroiwa 領導的團隊在多刺鼠方面運氣更好——這是一組位于日本不同島嶼的三個物種，都瀕臨滅絕。

Kuroiwa 的團隊發(fā)現(xiàn)，多刺大鼠 Y 軸上的大部分基因已經重新定位到其他染色體上。但她沒有發(fā)現(xiàn) SRY 的跡象，也沒有發(fā)現(xiàn)替代它的基因。

2022 年，他們在 上發(fā)表了成功的鑒定美國國家科學院 （PNAS.該團隊發(fā)現(xiàn)了雄性基因組中的序列，但沒有雌性的基因組，然后對這些序列進行了改進，并在每只大鼠身上測試了序列。

他們發(fā)現(xiàn)，在多刺大鼠的 3 號染色體上，關鍵性基因 SOX9 附近存在微小差異。所有雄性中都存在少量重復（超過 30 億個堿基對中只有 17,000 個堿基對），沒有雌性。

他們表明，這一小段復制的 DNA 包含通常會響應 SRY 打開 SOX9 的開關。當他們將這種重復引入小鼠時，他們發(fā)現(xiàn)它會提高 SOX9 活性，因此這種變化可以讓 SOX9 在沒有 SRY 的情況下工作。

這對男性的未來意味著什么

人類 Y 染色體即將消失——從進化上講——引發(fā)了人們對我們未來的猜測。

一些蜥蜴和蛇是僅限女性的物種，可以通過所謂的孤雌生殖.但這不會發(fā)生在人類或其他哺乳動物身上，因為我們至少有 30 個關鍵的“印記”基因，只有當它們通過精子來自父親時，它們才會起作用。

為了繁殖，我們需要精子，我們需要男人，這意味著 Y 染色體的結束可能預示著人類的滅絕。

新發(fā)現(xiàn)支持另一種可能性——人類可以進化出一種新的性別決定基因。?。?/p>

然而，新的性別決定基因的進化會帶來風險。如果世界不同地區(qū)發(fā)展了多個新系統(tǒng)怎么辦？

性基因的“戰(zhàn)爭”可能導致新物種的分離，這正是鼴鼠和多刺鼠所發(fā)生的事情。

因此，如果有人在 1100 萬年后訪問地球，他們可能會發(fā)現(xiàn)沒有人類——或者幾個不同的人類物種，被不同的性別決定系統(tǒng)分開。

珍妮·格雷夫斯，杰出遺傳學教授和副校長研究員，拉籌伯大學

本文轉載自對話根據(jù) Creative Commons 許可。閱讀原創(chuàng)文章.

本文的早期版本發(fā)表于 2022 年 12 月。

寶寶起名