新研究發現X染色體影響男性性別形成

　　俗話說，每一個偉大的男人背后，都有一個偉大的女人。每一個精子的背后，也有一個X染色體在起作用。在人體中，Y染色體決定人的性別為男性，因此許多研究人員認為：男性發育過程中負責決定性別的相關基因都位于Y染色體上。但是現在有一個科研團隊發現，X染色體(“女性染色體”)也可以在此過程中發揮重要的作用。X染色體包含了決定成為精子形成的大量的基因。這一發現改變了我們對性別形成的固有想法，至少在某種程度上X染色體在進化過程中扮演一個令人意外的角色。

　　哺乳動物有一對性染色體。女性的X染色體有兩個拷貝，男性有一個拷貝，與Y染色體形成對。而人體只需要X染色體一個拷貝發揮作用，所以在女性體內，第二個拷貝是被“關閉”的。約50年前，遺傳學家Susumu Ohno提出，這樣的關閉作用減緩了X染色體的進化進程，所以大多數哺乳動物中的X染色體都非常相似。劍橋大學懷特海德生物醫學研究所的遺傳學家 David Page研究了經過80億年的進化后，上述說法是否在老鼠和人類之間成立，Page和同事得到的研究結果發表在近日的 Nature Genetics雜志上。

　　雖然這兩個物種的基因組已經被解碼，但這些DNA序列還存在一些缺陷和錯誤，特別是X染色體的缺陷和錯誤首先需要被填充和修復。Page的研究團隊使用一個特殊的測序技術確定了缺口處的DNA堿基序列，這里包含很多的重復的DNA區域，而此前用現有的技術通過一次測序很難破譯這些重復區域。然后，研究人員比較了小鼠和人類的X染色體基因。這兩個物種的X染色體共同擁有800個左右的基因，這些共享基因，通常是是男性和女性相對穩定的基因，并且它們以單拷貝的形式存在。這些基因上發生的突變，能引發X-連鎖隱性遺傳病，例如血友病和杜氏肌營養不良癥。

　　與此同時，研究團隊也發現了相較前人研究該染色體與眾不同的、令人迷惑的一面。人類有144個X染色體基因是小鼠所沒有的，而有197個基因是個小鼠基因是特有的。人類的144個基因中，有107個存在于X染色體重復序列中，這些基因的變化較為迅速。基于這樣的證據，Page得出結論，在人類和老鼠祖先產生分離的時候，這些基因分化就出現了。“對于人類X染色體和老鼠X染色體上存在如此大量的非共享基因，我感到非常驚訝，” 密歇根大學的進化遺傳學家Jianzhi Zhang說。這一發現表明，X染色體上基因可能隨時都在變化。

　　基因改變時，就會影響進化，Page認為X染色體基因效用可能是特別強勁的。例如，一些先前發現的X染色體基因，似乎已經在小鼠的形態發育上發揮了作用。他和他的同事調查了八個人類男性和女性的身體組織來觀察X染色體基因如何發揮作用。“在許多情況下，這些非共享的基因在女性體內甚至沒有表達，” Page說。相反，它們在決定精子形成的睪丸卻表現得非常活躍。“我們認為X染色體過著雙重的生活，” 其一，它是穩定的，像前人研究描述的一樣;其二，它在不停變化并影響男性特征。

　　Page表示，在其它基因上，重復區域在治療癌癥和其他疾病中已經具有了巨大的生物醫學意義，他希望其他研究人員能進一步探索X染色體的重復區域是否同樣重要，特別是在男性的繁衍和睪丸癌治療方面。但目前，我們必須先知道這些基因的功能，了解它們對健康和形態的影響。但有一件事是肯定的，人們將開始關注X染色體的進化。