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震惊!在我们的身体里,近三分之一的基因在男女中表达不同!

来源:本站原创 2017-11-15 18:34

2017年11月15日/生物谷BIOON/--大多数人都知道男女之间存在遗传差异。男人有X和Y性染色体,而女人则拥有两条X染色体。我们知道,这些染色体上的基因在男女中不同。不过最近一篇文章表明,除了X和Y染色体上的基因外,还有第三个"染色体组"在男性和女性中表现出非常大的差异。

这些新数据将对科学、医学甚至性别平等问题都可能带来挑战。


图片来源:www.shutterstock.com

人类基因组

事实上,男人和女人拥有约20000个相同的基因。他们的遗传组成中仅有的物理差别存在于性染色体上。只有男性有Y染色体。虽然X染色体在两种性别人群中都存在,但它在女性中有两个"副本",而在男性中只有一个。

人类Y染色体仅包含27个基因。其中一个是性别决定域Y基因(SRY),它能启动一个途径使一些细胞在12周大的胚胎中发育成睾丸。

直到最近,很多人都认为只有SRY的存在与否能区分男人和女人。

如前文提到,Y染色体上还有其它26个基因,并且也许在X染色体上有另外若干个基因在女性中双倍地表达,而在男性中单倍地表达。可以推测,也许有那么几百个基因会直接受到这些X或Y染色体基因的影响,或通过它们释放的荷尔蒙受影响。

基因,蛋白和组织

基因是长链DNA的片段,由包含4个不同碱基的分子组成。这些碱基序列编码出我们身体的蛋白质。

我们的20000个基因使蛋白质有各种各样的功能。有的构成了皮肤或头发纤维,有的成为了肌肉组织,还有的在血液里运输氧气。很多蛋白都是催化基础反应的酶类,它们能把食物转变成肌肉和能量。

基因通过自身复制来行使作用;基本的DNA序列被复制成RNA分子,然后与细胞器结合大量生产出蛋白。一个基因产生的RNA越多,制造的蛋白也就越多。

现在我们可以测量出每个基因产生的RNA拷贝数量。一个非常活跃的基因可能会产生数千个拷贝,而不活跃的基因只会产生很少甚至完全不产生。

这种关于基因活性的表观遗传规律使不同身体组织变得专业化。你的肝脏和你的大脑有同样的基因,但它们表达不同;一部分基因在肝脏中活跃,而另一部分在大脑中活跃。

基因活跃度在男性和女性中的表现

Gershoni 和 Pietrokovsk在他们的新文章中研究了同样的基因在男性和女性中的活跃度。他们在544个自愿捐献的成年人遗体(357男性和187名女性)中测量了来自53个组织的18670个基因产生的RNA。

他们发现,这些基因的差不多三分之一(超过6500个)在男性和女性中表现出非常不同的活性。有些基因是只在男性或女性中活跃。很多基因是在一个性别中的活跃度远远高于另一个性别。

少部分基因在每个身体组织中的活性都表现出了性别差异。不过更常见的情况是,它们仅在一个或少数组织中存在差异。

这些表现出性别偏倚的基因大部分都不在性染色体上:只有少数在Y或X染色体上。

我们为什么会有X和Y染色体之外的第三个"基因组"在男性和女性中受到不同的控制呢?

我们现在知道,蛋白在体内通过广泛的网络工作。改变一个基因生产的一种蛋白的数量,就能通过一条长长的指挥链改变很多基因生产的所有蛋白数量。

我们也知道,荷尔蒙对基因活性具有强烈的影响。比如,睾酮和雌性激素能上调或下调生殖系统和其它身体组织的很多基因。

对物理特征的影响

性别偏倚基因的功能是非常有用的。它们大部分会影响生殖系统,我们知道这在男女中差异非常大。例如,新研究表明乳腺中女性偏倚基因表达频率最高,而睾丸中男性偏倚基因表达频率最高。

其它性偏倚基因还涉及到皮肤,体毛,肌肉,脂肪组织和心脏,这些都在身体形态学或代谢上与性别差异相关联。

一项早前的报道证实,有些性偏倚基因还涉及大脑功能,这将重新开启关于男女行为差异的争论。

对疾病敏感性的影响

这些新发现可以揭示为什么男人和女人对疾病的敏感性经常不同,并指出治疗方法需要基于对两个性别的研究。

我们长久以来都知道,很多疾病在男性(比如帕金森氏症)或女性(比如多发性硬化症)中要比另一个性别常见得多。

这项研究表明,一些性别偏倚基因与疾病相关联。比如,一个女性偏倚基因涉及心血管内稳态和骨质疏松症,而一个男性偏倚基因跟高血压相关。

新研究还表明,一个之前被发现对药物代谢很重要的基因的表达在男女中也有很大的区别,这揭示了为什么男性和女性对药物反应如此不同。

无论你是否喜欢,现在的证据表明男性和女性的差异比我们之前所认为的要深刻得多。

这些新发现对我们推动性别平等进程有什么意义呢?一个坏结果或许是,我们被呼吁回到陈旧的性别观念上。好的结果是,能认识到药物和治疗方法在性别上的差异。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Moran Gershoni et al. The landscape of sex-differential transcriptome and its consequent selection in human adults. BMC Biology 201715:7 Doi:10.1186/s12915-017-0352-z

SRY gene-U.S. National Library of Medicine


Daniah Trabzuni et al.Widespread sex differences in gene expression and splicing in the adult human brain .Nature Communications 4,Article number:2771(2013)doi:10.1038/ncomms3771

Institute of Medicine (US) Forum on Neuroscience and Nervous System Disorders. Sex Differences and Implications for Translational Neuroscience Research: Workshop Summary. Washington (DC): National Academies Press (US); 2011. 2, Studying Sex Differences in Health and Disease.

Guengerich FP et al. Recent Structural Insights into Cytochrome P450 Function.Trends Pharmacol Sci. 2016 Aug;37(8):625-40. doi: 10.1016/j.tips.2016.05.006.

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