美國(guó)科學(xué)家近日完成了對(duì)人類Ｙ染色體的基因測(cè)序，發(fā)現(xiàn)這個(gè)一向被認(rèn)為很脆弱的性染色體的自我保護(hù)能力比人們想象的更強(qiáng),。這一成果增進(jìn)了人們對(duì)男性不育癥的了解,，有助于研究更好的診斷和治療方法,。
美國(guó)麻省理工學(xué)院懷特黑德生物醫(yī)學(xué)研究所、華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家在將于１９日出版的英國(guó)《自然》雜志上報(bào)告說(shuō),，測(cè)序結(jié)果表明,，Ｙ染色體內(nèi)部存在一種獨(dú)特的結(jié)構(gòu),，使它能夠自我修復(fù)有害的基因變異。
?。偃旧w是決定男性性別的染色體,，與多數(shù)成對(duì)存在的染色體不同，它是孤獨(dú)的一條,，沒(méi)有可以配對(duì)的“伴侶”,。正因?yàn)槿绱耍偃旧w不象成對(duì)存在的兩條染色體那樣互為“后備”,，能交換遺傳物質(zhì),，清除有害的變異、保存基因,。人們通常認(rèn)為,，Ｙ染色體在基因變異中所受的損害比其它染色體大得多，因而處于退化中,，它是基因死亡的“墓場(chǎng)”,。一些科學(xué)家甚至認(rèn)為，在５００至１０００萬(wàn)年內(nèi),，人類的Ｙ染色體會(huì)完全變成垃圾,。
然而，此次的基因測(cè)序發(fā)現(xiàn),，Ｙ染色體包含著約７８?jìng)€(gè)編碼蛋白質(zhì)的基因,，比原先認(rèn)為的４０個(gè)左右要多,。更重要的是,，Ｙ染色體內(nèi)部存在一些“回文結(jié)構(gòu)”，有修復(fù)基因的作用,。
染色體呈雙螺旋結(jié)構(gòu),，如果其中的一個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的染色體雙鏈上的兩段堿基序列實(shí)質(zhì)上完全相同，但順序顛倒,，這個(gè)區(qū)域就是一個(gè)“回文結(jié)構(gòu)”,。Ｙ染色體的５０００萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)中，約有６００萬(wàn)個(gè)處于回文結(jié)構(gòu)中,。最長(zhǎng)的一段回文結(jié)構(gòu)有３００萬(wàn)個(gè)堿基對(duì),。
研究發(fā)現(xiàn)，Ｙ染色體的回文結(jié)構(gòu)容納了許多基因,，由于回文結(jié)構(gòu)里的兩段對(duì)應(yīng)序列實(shí)際上相同,，因此一個(gè)基因在回文結(jié)構(gòu)的兩頭各有一個(gè)副本。這樣,，即使Ｙ染色體沒(méi)有配對(duì)的染色體可供交換遺傳物質(zhì),，也能夠在內(nèi)部完成一種“基因轉(zhuǎn)變”過(guò)程，對(duì)基因變異進(jìn)行類似的修復(fù)。
科學(xué)家說(shuō),，Ｙ染色體內(nèi)部基因轉(zhuǎn)變的發(fā)生頻率與一般染色體的基因交換頻率一樣高,。僅從父親到兒子的一代遺傳中，Ｙ染色體就會(huì)有６００個(gè)堿基對(duì)被“重寫”,。不過(guò),，雖然回文結(jié)構(gòu)能使基因得到修復(fù)，但這種重復(fù)的結(jié)構(gòu)也使基因更易丟失,。
科學(xué)家研究認(rèn)為,，Ｙ染色體回文結(jié)構(gòu)里的許多基因控制著睪丸發(fā)育，其中的基因丟失會(huì)導(dǎo)致不育癥,。據(jù)估計(jì),，每幾千名男性中就有一人因?yàn)檫@種原因而不育。
Y染色體研究有新發(fā)現(xiàn)富含功能性基因具有自我修復(fù)功能
以往被普遍認(rèn)為幾乎不含有功能基因的Y染色體不但含有很多功能性基因,，而且還具有自我修復(fù)功能,。同時(shí)，該研究結(jié)果還有助于對(duì)男性不育癥的進(jìn)一步了解,。
Y染色體的95%由重復(fù)序列組成,，稱為“男性特異區(qū)”（male-specific region，MSY）,。以往的觀念認(rèn)為,，由于MSY所含重復(fù)序列太多，所以所含有的基因數(shù)目可能寥寥無(wú)幾,。但Page等的研究卻證實(shí)了MSY是一個(gè)富含基因的區(qū)域,。Page等對(duì)MSY進(jìn)行了測(cè)序和序列分析，發(fā)現(xiàn)MSY由2300萬(wàn)個(gè)DNA堿基對(duì)組成,，以8個(gè)主要回文序列為主要結(jié)構(gòu),，共含有78個(gè)基因，其中大部分基因與精子發(fā)生相關(guān),。
在精卵細(xì)胞結(jié)合的過(guò)程中,，MSY不能像其他成對(duì)染色體一樣進(jìn)行信息互換，即不能借助X-Y染色體之間的序列互換進(jìn)行修復(fù),，所以可能會(huì)存在長(zhǎng)序列多位點(diǎn)的突變,，最終可導(dǎo)致死亡。Rozen等研究發(fā)現(xiàn),，Y染色體存在自我修復(fù)功能,，即Y染色體2條染色單體上相配對(duì)的回文序列之間可以進(jìn)行基因交換。Rozen認(rèn)為,，正是由于這種基因交換的存在,，才保存了精子發(fā)生基因的結(jié)構(gòu)和功能,。但是，這種交換也可造成堿基缺失,，從而導(dǎo)致男性不育癥,。堿基缺失是男性不育癥的最常見(jiàn)原因之一。
