一部分男性的Y染色体会随着年龄增长而不断丢失,有科学家指出,这可能和一些与癌症相关的基因突变有关。但也有研究认为,Y染色体丢失是细胞演化过程的“自然选择”:没有了Y染色体,这些细胞能生存得更好。上世纪60年代,许多医生在检查人类白细胞中的染色体数目时,发现了一个奇怪的现象。分析显示这些白细胞会丢失一些Y染色体,并且样本年龄越大该现象发生的频率越高。
而此后,许多研究都认为Y染色体丢失会带来许多负面影响,比如和癌症、心脏病以及其他紊乱征相关。现在,有一项迄今针对该现象的最大型研究指出,在来自英国生物库超过20万例男性样本中,估计有20%的人已经丢失了部分Y染色体。而到了70岁,43.6%的男性都会产生该现象。不过,研究并不清楚为何会产生这种结果。但他们认为,Y染色体的丢失其实是一种最直接和显著的健康警告,这些男性的身体肯定出了一些问题。
Y染色体缺失可能会导致一系列的基因突变在细胞中累积,某些突变很可能和癌症或者其他疾病相关。每个人都或多或少会存在嵌合现象,但是随着年龄增长,该现象发生程度会越来越高。“你年龄越大,细胞分裂过程中产生的错误就越多。”剑桥大学的生物学家John Perry表示,他是新研究的领导人。在血液中,最常见的嵌合现象就是一些细胞会丢失Y染色体。
当然,也存在很多其他的例子,比如在女性中,一些血细胞也可能会丢失一条X染色体。而还有一些血细胞会获得某一条基因的突变,丢失一小段染色体,甚至获得一整条额外的染色体。(当然,这些现象都只针对白细胞而言,因为红细胞不含有任何DNA。)Perry和同事们也想知道,为什么只有一部分男性会丢失Y染色体,因此,他们也试图寻找是否其他染色体上的一些突变会和男性丢失Y染色体相关。
结果,Perry真的找到了156个相关突变。许多突变位点与癌症易感基因很接近,男性拥有这些突变会和高风险患前列腺癌、睾丸癌相关。而脑胶质瘤、肾癌和其他类型癌症几乎都和这些突变有所联系。“我认为这是最有趣的部分。”来自斯坦福大学研究血液的病理学家Siddhartha Jaiswal表示。可能丢失Y染色体并不是导致这些患病几率提升的最终因素,毕竟根本没有Y染色体的女性也没有受到什么生存影响。
然而,如果一段基因突变能够让男性丢失Y染色体,而该突变同样可以提升人患癌症的风险。这样就能说得通了,毕竟女性也能拥有这些突变,归根结底来说就是DNA上的一些错误会引发疾病。癌症是因为突变累积过多,细胞的分裂机制出现错误而产生的。另一方面,Y染色体丢失本身也算得上是一种极大的基因突变。Perry认为这两种结果都可能是因为细胞中应对和处理DNA损伤的过程被阻碍了。
“Y染色体丢失证明了我们的基因组确实存在不稳定性。”Perry表示,换句话说,Y染色体丢失说明了我们的身体是允许DNA错误不断被累积的。但为什么Y染色体丢失的频率要明显比其他染色体要高呢?也许因为Y染色体是所有染色体中最小的,又或者它相对其他染色体的功能来说并没有那么重要。“可能Y染色体只带有很少的基因,相比丢失其他染色体来说,丢失Y染色体可能是最好的选择。
”丹娜法伯癌症研究院的癌症学家David Steensma这样认为。既然Y染色体丢失如此常见,说不定对某些细胞来说,这还能带来一些微小的好处。毕竟那些产生Y染色体丢失的男性,87%的血细胞都会有Y染色体缺失。Perry认为这个好处可能是,细胞分裂过程中可以少携带一条染色体,这样能够省下不少能量消耗。又或者是,这样细胞能阻止Y染色体上一些生长抑制基因的表达。
不管是哪一种,都对血细胞有着一定的作用,因为这些细胞每天都要和大量同伴竞争有限的资源。如果一个微小的突变对它们的生长有作用,那这些突变细胞就能够胜过其他细胞。Perry认为,实际上,人类血细胞的形成过程就是一部完美的“微观演化史”。近些年,已经有许多科学家开始尝试探索同一个体中,不同组群血细胞的一些深层次差异。“我们想要看到完整的信息,那就需要一些能够检测全基因组的技术。
”专攻血液癌的生物学家Lambert Busque表示。50年前,一群医生突破性地发现了Y染色体丢失的现象。现在,科学家们已经可以同时分析数千个人的血液中的基因,并且也确定了一个人的血细胞并不是完全一样的。