Y染色體正在慢慢退化消失 未來男性到底該何去何從？

Y染色體就好像男性的符號一樣，但如今研究人員越來越清楚地發現，其或許並不像想像中那麼持久且強大，儘管Y染色體攜帶者主要的開關基因SRY，該僅能幫助確定胚胎的性別（XX或XY），同時其還含有很少量的其它基因，也是唯一對機體生命不必要的染色體。畢竟女性在沒有Y染色體的情況下依然過地很好。

另外，Y染色體會迅速退化，女性攜帶者兩個完全正常的X染色體，而男性則攜帶者一個X染色體和一個看起來皺縮乾癟的Y染色體，如果兩個染色體以同樣的速率退化，那麼在Y染色體完全消失之前，其或許還有460萬年的壽命了，聽起來似乎時間很長，但實際上地球上的生命也已經存在了35億年了。

Y染色體並不會一直都是這樣子，如果我們將時鐘倒回至1.66億年前，對於第一個哺乳動物而言，這個故事或許就是完全不同的，最早期的Y染色體原型的尺寸和X染色體一樣，而且其同X染色體一樣含有所有相同的基因；然而Y染色體有著根本性的缺陷，並不像其它染色體一樣（其在每個細胞中都有兩個拷貝），Y染色體僅能作為單一的拷貝，從父親遺傳給兒子。

這也就意味著，Y染色體上的基因並不能夠進行遺傳重組，而在每一代中所發生的基因漂移重組或許也能幫助消除損傷性的基因突變；儘管遺傳重組會給機體帶來一定益處，而Y染色體的基因則會隨著時間不短退化，最終將會從基因組中消失。儘管如此，最近有研究表明，Y染色體能夠進化出一些令人信服的機制從而減緩退化，這就能夠降低基因丟失的速度。

比如，最近一項刊登在PLoS Genetics雜誌上的研究報告中，來自丹麥的研究人員對62名不同男性的部分Y染色體進行了測序，結果發現，Y染色體更傾向於進行大規模的結構重組，從而促進基因擴增，而多個拷貝基因的獲取或能有效促進健康精子的功能，同時還能減緩基因的缺失。

同時研究者還發現，Y染色體已經進化出了一種名為迴文序列的不尋常結構，這種迴文序列就是一種特殊的DNA序列，其能夠向前向後閱讀相同的信息（比如kayak詞語），從而就能保護染色體進一步降解，在Y染色體的迴文序列中，這些序列能夠記錄高比率的基因轉化事件（gene conversion events），這是一種基本的複製和粘貼過程，其能利用完整無損的副本作為模板來促進損傷的基因被修復。

當研究人員對其它物種（攜帶Y染色體的其它哺乳動物等）進行研究時，他們發現，越來越多的研究證據都表明，Y染色體中的基因擴增是一種普遍的原則，這些擴增的基因在精子的產生及調節後代性別比上扮演著關鍵的角色，刊登在Molecular Biology and Evolution雜誌上的研究報告中，研究人員表示，小鼠機體中基因拷貝數的增加或許是自然選擇的結果。

關於Y染色體是否會消失的問題上，科學界（比如英國）目前分為「激進派」和「保留態度一派」，後者認為Y染色體的防禦機製做得很好，而且這種機制能夠挽救Y染色體，但前者則認為，Y染色體所做的所有事情都只是能讓其更好地附著存在，如今兩組持不同觀點的科學家們仍然在繼續討論著。

來自澳大利亞拉特布大學的研究人員Jenny Graves表示，如果你有長遠眼光的話，Y染色體的命運或許是註定無法改變的，及時你們堅持的時間比預期的長一點；2016年發表的一篇研究報告中，Jenny Graves指出，來自日本的小鼠和田鼠已經完全失去了Y染色體，而且Y染色體發生的基因丟失或創造的過程會不可避免地誘發小鼠的生育問題，這或許最終會推動完全新物種的形成。

男性的滅亡？

正如筆者在一本電子書中所說的那樣，即使人類的Y染色體消失了，但這並不意味著男性會消失不在，甚至在一些完全丟失Y染色體的物種中，雄性和雌性仍然都會繁衍後代。在這些案例中，確定雄性的SRY主要開關基因就會轉移到不同的染色體上，也就意味著，這些物種在不需要Y染色體的情況下也會繁衍出雄性後代。然而，SRY所「定居」的新型性別決定染色體或許也會因為缺乏相同重組機制而開始新一輪的退化過程；然而對於人類而言更有意思的是，當Y染色體成為正常人類繁殖過程所必需的元件時，如果利用輔助生殖技術的話，Y染色體所攜帶的其它很多基因或許就不在需要了。這意味著，基因工程技術或能替代Y染色體的基因功能，允許同性女性伴侶或不育男子懷孕。即使每個人都能以這種方式懷孕，人類似乎不太可能會停止自然繁殖的優勢。

關於Y染色體是否會消失的問題，儘管目前在遺傳研究領域科學家們進行了激烈地討論，但科學家們並不需要擔心，研究人員並不清楚是否Y染色體會消失，而且，即便Y染色體消失了，人類很可能還會繼續需要男性來進行正常的人類的後代繁衍。事實上，在一個農場中，會有少數幸運的雄性動物被選中配種對象，但其大多數後代肯定也不會出現在地平線上，因此無論如何，在接下來的460萬年里，人類或許還會面臨其它更多更為緊迫的問題。（生物谷Bioon.com）

參考資料：

【1】SRY gene

【2】Is the Y chromosome disappearing？—Both sides of the argument

Chromosome Research doi：10.1007/s10577-011-9252-1

【3】Analysis of 62 hybrid assembled human Y chromosomes exposes rapid structural changes and high rates of gene conversion

PLoS Genet doi： 10.1371/journal.pgen.1006834

【4】The Biology and Evolution of Mammalian Y Chromosomes

Annual Review of Genetics doi：10.1146/annurev-genet-112414-055311

【5】Sequence and Structural Diversity of Mouse Y Chromosomes

Molecular Biology and Evolution doi：10.1093/molbev/msx250

【6】Muennink"s spiny rat

【7】Did sex chromosome turnover promote divergence of the major mammal groups？

Bioessays doi：10.1002/bies.201600019

【8】A unique， up-to-date discussion of the history， indications and techniques for intracytoplasmic sperm injection (ICSI)

Intracytoplasmic Sperm Injection

【9】Two genes substitute for the mouse Y chromosome for spermatogenesis and reproduction.

Science doi：10.1126/science.aad1795

【10】The Y chromosome is disappearing – so what will happen to men？

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