奄美刺鼠。÷ળ
本报讯 对于任何哺乳动物来说,Y染色体的丢失都意味着雄性减少和物种灭绝。因此,在没有Y染色体的情况下,奄美刺鼠的生存问ੇ题几十年来一直困扰着生物学家。如今,日本北海道大学的Asato Kuroiwa和同事发现,大鼠的bc;一条正常染色体已经有效进化为新的雄性染色体。相关论文11月28日发表于美国《国家科学院院刊ô》。
“包括人类在内的许多哺乳动物的ξY染色体在数千万年来一࠹直在减少,最终可能会消失。”Kuroiwa说,奄美刺鼠∉就说明了这种可能性。
动物界有许多不同的性别决定系统,但在几乎所有哺乳动物中,性∋别取决于X和Yࣻ染色体。如果一个胚胎继承了两条X染色体,它就会发育成雌性;如果继承了X和Y染色体,它就会发育成雄性≅。
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这是因为Y染色体有一个名为SRY的基因,该基因会启动其他染色体的“男性”基因——最重要થ的是SⓘOX9基因,它会触发睾丸的发育。
在奄美大岛发现的奄美刺鼠是少数缺乏Y染色体的⊃哺ર乳动物之一。此外,雌性和雄性一样都只有一条X染色体。੩
雌性哺乳动物的a1;存在表明,减少的Y染色体不包含任何关键基因,因此细胞和个体可以在失去Y染色¾体的情况下存活下来。最新研究表明,随着雄性年龄的增长,Y 染色体往往会从细胞中消失。整个种群中Y染色体的丢失将导致物种灭绝,因为ϖ不会再有更多雄性。
为了弄清雄性刺鼠是如何存在的ⓣ,KuroÇiwa团队首先对几只雄性和雌性刺鼠的基因组进行测序,但没有发现任何雄性特有的变异。然后他们更仔细观察,发现在雄性刺鼠中,3号染色体两个副本中的一个有À重复区域,就在SOX9的旁边。
该团队进行了一系列实验,包括将重复区域添加到刺鼠体内,以表明这种复制增强了SOΚX9的活性,从而有效取代了SਰRY。这意ƿ味着有重复的3号染色体变成了“原Y染色体”,而没有重复的染色体是“原X染色体”。
英国弗朗西斯·克里克研究所的Robin Lovell-Badge是发现SRY基因的研究人员之一。他说,为了证明©这一点,研究小组必须删除b2;刺鼠的重复基因,以证明没有雄性刺鼠发育。这种实验是无法进行的,因为刺鼠是一种濒危物种。“然而,他们所掌握的证据非常可信。”他说。
这种复制一定是在200万年前的某个时候出现的,因为那પ时ⓦ奄美刺鼠从仍有Y染色体的相关物种中分化出来。一旦染色体出现重复,Y染色体的丢失将不再导致所有雄性的消失。Kuroiwa认为,在一段时间内,岛上可能存在有Y染色体和没有Y染ê色体的雄性混合种群。
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“我认为这是一项出色的工作,证据非常确凿。”澳大利亚乐卓博大学的Jenny Graves表示,她在2002年曾有争议地ⓙ宣称,人类的Y染色体最终将在大约1000万年后丢失。“没有理由证明人类的Y染色体比刺鼠的更强健。”她说。Kuroiwa也同意她的观点,认为Y染色体会消失。
但Lovell-Badge指出,这篇论文非常清楚地表明€,哺乳动物进化过程中丢失Y染色体是一个非常罕见的事件。因为奄美刺鼠的两性现在都只有一个X染色体,后者也可能随着时间推移而丢失。“由Ċa;于它是不稳定的,而且突变在积累,我认†为X染色体最终也会消失。”Kuroiwa说。
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然而,如果奄美刺鼠的后代存活时间足够长,它的原X和原Y染色体很可能沿着与X和Y染色体相同的路线进化,原Y染色体会▤减少,并与原X染色体不同。õ(李木子)
相关论文信息:
ht࠹tp:/c8;/doi.org/10.1073/pnas.221157411−9
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