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男性比女性寿命短,研究揭示与Y染色体有关

在人类和其它一些以XY染色体区分性别的物种中,女性或雌性的寿命一般都比男性或雄性长。最近一份研究揭示,Y染色体内大量重复的DNA序列可能是造成寿命差别的原因之一。随着生物体的老化,这些重复的部分容易对身体产生不利的影响。

男性比女性寿命短,研究揭示与Y染色体有关XY染色体及其中包裹的DNA双螺旋结构示意图。虽然X和Y染色体都带有一些重复的DNA序列,但是Y染色体所含有的重复序列比X染色体更多。科学家猜测大量的重复序列在生物体老化后,会产生一种Y染色体毒性效应(toxic Y effect),从而缩短男性和雄性生物体的寿命。Y染色体毒性效应脱氧核糖核酸(DNA)是位于人体细胞内的一种分子,其中一部分是基因,向细胞下达指令制造特定的蛋白质。其余的部分叫做异染色质(Heterochromatin),以紧密压缩的形式位于细胞核内,具有特定的功能:有的负责控制基因,有的负责保护染色体的完整性。这份新研究探索了当生物体老化后,Y染色体究竟怎样出现毒副作用。研究人员检查了一类名为转座子(transposable element)的DNA序列。这部分就是重复的DNA序列,当异染色质在紧凑压缩状态下,它们不活跃。可是当异染色质结构变松的时候,它们就会开始移动,从基因组内一个位置移动到另一个位置上去。男性比女性寿命短,研究揭示与Y染色体有关这份研究以果蝇作为对象进行研究。雄性果蝇的染色体内重复的基因序列是雌性的两倍,寿命也比雌果蝇短。研究人员发现,雄果蝇在年轻的阶段,这些重复的序列紧凑地盘旋在雄果蝇细胞的内部,处于不活跃的状态。可是随着果蝇的老化,这些重复的序列结合得不再那么紧密,有可能开始移动。主要研究者加州大学伯克利分校生物学家巴特罗格(Doris Bachtrog)说,这些转座子“把自己从基因组的特定区域切出来(导致DNA受损),并插到一个新的区域(可能导致被插入的基因失去活性)”。这份研究认为,这就是DNA重复序列在生物体老化后可能产生毒性的原因所在。男性比女性寿命短,研究揭示与Y染色体有关果蝇和人类都存在大量重复DNA以前曾有研究显示,果蝇的重复DNA被激活与记忆力减退和DNA受损相关。这份研究证明了两者之间确有某种关联。研究者表示显然果蝇无法完全代表人类,毕竟果蝇DNA序列的重复度比人类更高,但是从这个角度来说,两者又有着有意义的相似性。“人类含有大量重复DNA,异染色质的变化已被确定为是人类衰老的推动因素,”巴特罗格说,“像果蝇一样,男性寿命普遍比女性短,这表明异染色质里面内容的不同可能是导致两个性别寿命差异的原因之一。”这份研究4月22日发表于《公共科学图书馆·遗传学》(PLOS Genetics)期刊。

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