男女差異：在這6500個基因中！

幾年前，Weizmann科學院分子遺傳學部的Shmuel Pietrokovski教授和Moran Gershoni博士想要弄清楚為什麼某些人類疾病如此普遍。其中包括，有15%的夫妻被診斷為不孕不育，這表明削弱生育能力的基因突變傳播得很廣。這似乎有些矛盾：這種減少後代數量從而影響物種生存的基因突變應該很快被自然選擇淘汰掉。Pietrokovski和Gershoni發現，與精子形成相關的基因突變一直存在，因為這種基因只在男性體內表達。這種隻影響一半人群的基因突變，無論多麼有害，都可以自由地被一代一代地傳下去。

在目前的研究中，研究人員擴大分析範圍，分析了大量在不同性別體內表達方式不同的基因，儘管這些基因可能對生育沒有影響。為了發現這些基因，科學家們求助於GTEx項目，這是一個非常大型的人類基因表達研究項目，記錄了550位成年捐獻者的大量器官和組織的基因表達。該項目使得研究人員首次繪製出了具有性別差異的人類基因譜繫結構圖。

Pietrokovski和Gershoni分析了大約20000個蛋白質編碼基因，根據性別分類，並尋找這些基因在每個組織中表達的差異。他們最終發現有6500種基因在至少一種組織中對於不同性別的表達方式是不同的。比如，他們發現，有的基因在男性皮膚中表達程度比女性高很多，而這些基因與體毛的生長相關。肌肉生長的基因表達程度也在男性體內更高，而脂肪存儲的基因表達程度則在女性體內更高。

圖像來源：論文

另一種不同

研究人員們又分析了突變積累的趨勢，以確定自然選擇是否對這些有性別差異的基因造成壓力。也就是說，有害的基因突變在人群中的被容忍程度。事實上，研究人員發現，對於這類基因來說，自然選擇的效果不是那麼明顯。Gershoni說：「基因對於性別的特異性越強，那麼自然選擇對它的作用就越弱。另一個區別在於：對於男性來說，自然選擇的作用更弱。」儘管他們沒有完全解釋這種差異，但是他們提到了性別進化的理論，這個理論於上世紀30年代首次提出。Pietrokovski解釋說：「對很多物種來說，雌性只能產生數量很有限的後代，而在理論上，雄性則可以產生多得多的後代，所以，物種的生存更加取決於雌性的數量。因此，自然選擇對於那些只對雄性有害的突變便放鬆警惕。」

除了性器官外，研究人員還在乳腺中發現了一些與性別相關的基因，這其中有大約一半的基因在男性體內表達。因為男性並沒有哺乳能力，所以科學家們推測這些基因的作用是抑制泌乳。

研究人員還發現，有的基因只在女性左心室中表達出來。其中一種與鈣攝入相關的基因在年輕女性體內表達程度非常高，但是會隨著年齡增長而急劇下降，科學家認為這些基因一直活躍到女性絕經，能夠保護心臟，但是一旦這些基因停止活動，那麼女性患心臟病和骨質疏鬆症的風險就會大大增加。然而另一種主要在女性體內表達的基因卻在大腦中活躍，儘管人們尚不清楚它的功能，但是科學家們認為它能夠保護神經元，防止人們患帕金森症，而這種疾病在男性群體中更加普遍。研究人員還發現女性肝臟中的一種基因表達，它能夠調節藥物代謝，這為藥物在性別之間的差異性提供了分子層面的證據。

Gershoni說：「所有人體內基本的基因組幾乎是一樣的，但是在不同人體內這些基因被使用的方式不同。因此，考慮到性別差異時，我們會發現進化常常會對基因表達的水平產生影響。」 Pietrokovski補充說：「與性別差異相關的基因突變更容易被傳遞下去，包括那些影響生育的基因突變。從這個角度來看，男性和女性所經受的自然選擇壓力至少在某種程度上是不同的，所以人類的進化應該被視作為兩個性別的共同進化。但是研究還強調，我們需要進一步地理解這些導致疾病或影響治療的基因在不同性別中的差異。」

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