▲图片来源：genetic literacy project
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。但是，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。
不断丢失的Y染色体
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。
毕竟，人的一生中基因突变是不断在身体中自发产生的。细胞在分裂过程中，突变可能只是小到某个基因的一个碱基出现了配对错误，也可能大到整条染色体都丢失。这就可能会导致嵌合性克隆现象的发生。按道理，来自一个个体的细胞所有的基因组都是一样的，但嵌合现象发生时，个体可以拥有明显差异的细胞组群，而每一组细胞又带有完全不一样的突变。。细胞在分裂过程中，突变可能只是小到某个基因的一个碱基出现了配对错误，也可能大到整条染色体都丢失。这就可能会导致嵌合性克隆现象的发生。按道理，来自一个个体的细胞所有的基因组都是一样的，但嵌合现象发生时，个体可以拥有明显差异的细胞组群，而每一组细胞又带有完全不一样的突变。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。）
突变引起的丢失？
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。
▲图片来源：pixabay
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。
失去是为了生存？
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。
作者：SARAH ZHANG 文 杨心舟 译
编辑：顾军
责任编辑：姜澎
来源：环球科学、把科学带回家
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