吸煙與Y染色體消失，《自然》子刊解密因果效應

染色體缺失，其實在人體內並不罕見，尤其是男性Y染色體的缺失。以往的研究發現，Y染色體的缺失隨著年齡的增長而增加，80歲之後，五分之一的男性白細胞中會出現Y染色體缺失。那麼這種缺失到底與什麼有關？近日，《Nature Genetics》雜誌上的一項研究解開了這個疑問，科學家們發現了影響染色體隨年齡增加而消失的關鍵因素。 該研究由劍橋大學醫學研究委員會流行病學組以及冰島基因解碼公司的科研人員引領。

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染色體消失受19個基因區域所調控

該研究集中在缺少Y染色體的細胞上。Y染色體缺失是循環白細胞最常見的遺傳缺陷。Y染色體也是人類染色體中數目最少的類型，其基因具有相對限制的活性形式，因此大多數組織中對Y染色體丟失的耐受性比其他染色體要強些。

研究人員在超過85000名男性中檢測了Y染色體缺失，發現這種缺陷受19個基因區域調控，這些區域包含了在癌症以及細胞分裂中具有重要作用的基因。此外，研究人員還鑒定出了一些未被證實與細胞分裂錯誤有關的基因，這些基因需要進一步的調查。

此外，研究人員還對96000名女性的基因數據進行研究。雖然女性X染色的缺失沒有男性Y染色體缺失得頻繁，但研究人員推斷女性X染色體的缺失受上述相同的19個基因區域調控。這表明，該研究所確定的遺傳效應並不是針對特定的男性或Y染色體缺失，而是更傾向於在正常細胞分裂過程中維持染色體。

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證實吸煙與Y染色體缺失的因果效應

眾所周知，人體細胞含有23對染色體，其中一對為性染色體（男性為XY，女性為XX）。細胞在體內不斷地進行分裂以創造出新的細胞，這是一個重要的生物過程，但該過程也很容易出現錯誤，有可能導致細胞群體中染色體數量過少或過多，這種遺傳特徵也被稱為非整倍體。了解調節細胞生長的生物學過程，對癌症等疾病有重要的意義，尤其是對那些由細胞生長異常以及DNA複製或修複發生錯誤所導致的疾病。

這項研究識別的基因與細胞增殖以及細胞周期調控相關，包括DNA合成、DNA損傷反應、有絲分裂（PMF1、CENPN和MAD1L1）和細胞凋亡（TP53）。除了推斷吸煙與Y染色體缺失的因果效應，研究人員還強調了Y染色體缺失與癌症易感性之間共享這種遺傳結構。

吸煙已被認為是導致循環細胞染色體丟失的原因，但之前尚未弄清楚這其中的因果關係。利用相同的基因數據，研究人員找到證據證明了吸煙與Y染色體丟失的因果效應。本文資深作者，劍橋大學醫學研究委員會流行病學組的John Perry博士表示，這項研究為了解吸煙對基本生物過程（如細胞分裂）的影響提供了新見解。

本文作者，劍橋大學醫學研究委員會流行病學組的博士研究生Dan Wright表示，通過利用細胞在無Y染色體時仍能存活的事實，我們識別出了與細胞分裂相關的基因，這將為今後癌症等疾病的研究提供了潛在的生物學新途徑。

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參考資料：1）Unravelling the mystery of the disappearing chromosomes

2）Genetic variants associated with mosaic Y chromosome loss highlight cell cycle genes and overlap with cancer susceptibility

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