热点：男性Y染色体决定人类进化质量.ppt

一向被认为很脆弱的性染色体的自我保护能力比人们想象的更强。本月19日出版的英国《自然》杂志报告说，Y染色体内部存在一种独特的结构，使它能够自我修复有害的基因变异 。Y染色体从3亿年前包含有1500个基因，退化到现在只掌管几十个基因，给人的感觉就像是“风烛残年”的老人，但新的科学发一向被认为很脆弱的性染色体的自我保护能 力比人们想象的更强。本月19日出版的英国《自然》杂志报告说，Y染色体内部存在一种独特的结构，使它能够自我修复有害的基因变异。Y染色体从3亿年前包含有1500 个基因，退化到现在只掌管几十个基因，给人的感觉就像是“风烛残年”的老人，但新的科学发现却为Y染色体迎来了新的春天。200年悬案一朝了断Y染色体是在生物进 化中出现的。我们知道性染色体分X、Y染色体，开始时可能只有常染色体以后分化成性染色体。Y染色体在人体23对染色体中体积最小，而且基因数也最少。染色体是由染色质( DNA、蛋白质等)组成的，Y染色体主要是异染色质(即没有活性的基因)，其它染色体主要是常染色质。在细胞减数分裂时，同源染色体在配对过程中发生交换，其结果是染色体 中的基因会发生各种重组，使得有性繁殖的后代有多样性，这是进化的产物。Y染色体只有极少部分与X染色体配对，绝大部分是不配对的，也就是同X不发生或极少发生交换。这样 在进化中，Y染色体上发生的突变就会保留下来，而且会传递到男性子代。譬如在某一家族的曾祖父Y染色体有一特定序列，则其儿子、孙子、曾孙的Y染色体都会带有这种特定的标 记，这种标记可以视作为进化标记，也可以在亲子鉴定等方面起到独特作用。有一个例子是1998年对美国历史上第三任总统托马斯杰弗逊200年前一桩风流案的了断。据传 ，1802年杰弗逊在丧偶后与黑人女管家海敏斯有染，且有一私生子伊斯通。尽管当时舆论沸沸扬扬，但由于无法证明而不了了之，成为一桩200年来的悬案。1998年，美国 一个有名的分子遗传学实验室检查了有关人员Y染色体上的序列，了断了这桩公案。托马斯杰弗逊总统与其夫人只生育一女，所以他的Y染色体无法传递下来。但是，研究人 员收集了总统叔父两个儿子的5名男性后裔的Y染色体，这些Y染色体上的特征应该是同总统的Y染色体相同的，因为总统的Y染色体来自他的父亲，他的叔父同他父亲的Y染色体都 是来自祖父，所以他叔父的男性后代的Y染色体就能代表总统的Y染色体。研究人员同时采集了海敏斯与其丈夫生的大儿子的5名男性后裔的Y染色体。这两个家系的男性后裔的Y染 色体上的DNA序列同伊斯通男性后裔的Y染色体比较，发现伊斯通男性后代的Y染色体上的特征序列与杰弗逊家系的相同，而不同于海敏斯大儿子家系的Y染色体。由此明确无误地 断定，伊斯通确是总统婚外情所生。这一结果1998年正式发表在英国《自然》杂志上，当时正值大炒克林顿总统绯闻之际，所以，美国各大报都刊登这一新闻，并调侃美国总 统的风流韵事不是“空前”，恐难“绝后”。所以，Y染色体可以成为家系鉴定的有力工具。在杰弗逊案后还有过多起用Y染色体鉴定亲子关系的报道。另外，检验Y染色体也可 用来研究人群迁徙的路线，可作为亲缘关系的一种标记，成为群体遗传学、历史地理学的一种研究方法。本月19日出版的《自然》杂志重点报道了Y染色体上男性特有区段的来 源，它们有的来自X染色体，有的是进化过程中X染色体序列退化的遗迹，还有是扩增的产物。同时发现了在Y染色体上这些区段中有8个回文序列。在8个回文序列中发现其中有6 个带有编码蛋白质基因，而且这些基因差不多都专一地在睾丸中表达。回文序列两侧的臂可以自行配对，这样，Y染色体自身之间可以发生基因转换，表明Y染色体也可以产生一些多 样性，而这种交换会产生何种效应值得研究。由于这些效应只产生于男性睾丸中，所以会与男性特征密切相关。从医学角度看可能会与男性不育、性别畸形等男性疾病有关。从基 础研究上讲，回文序列的臂结构使得Y染色体本身形成内部基因交换，有助于产生Y染色体的多样性，这可能对生物进化、性别分化都有意义，也提示我们在人类基因组序列测序完成 后，认识、克隆基因是重要的，也是必要的，同时也要注意到一些特定的序列结构，如回文序列、重复序列也可能产生一些功能，这些都有助于拓宽人们从事基因组研究的思路。大家 现在关注较多的是常染色质的基因序列，而对异染色质中的DNA序列还未引起足够重视，这项工作是一个新的开端。紫色矮牵牛何以失色人类基因组计划的完成对遗传学的 发展产生了极为深刻的影响，今后的研究重点一方面是从序列角度，如编码序列、非编码序列、重复序列等来认识基因组功能。另外就是研究基因如何与各种因子相互作用来实现其生 物学功能。现在我想谈谈去年被美国《科学》杂志评为“世界十大科技进展”之首的RNA干扰，这是称为“表观遗传学”的一个重要组成部分。所谓表观遗