科學家首次發現植物的染色體同樣"男""女"有別

2020-12-17 搜狐網
科學家首次發現雌性白花蠅子草「性染色體」也有一條處於失活狀態。


　　【搜狐科學消息】據國外媒體報導，瑞士科學家研究發現，植物中也進化出了性染色體劑量補償(dosage compensation)的證據，他們是在白色剪秋羅屬植物中發現的該現象。生物學上提到的劑量補償，是指雌性細胞中的兩條X染色體中的一條發生異固縮，失去轉錄活性，以保證了雌雄兩性細胞中都只有一條X染色體保持遺傳活性。

　　白色剪秋羅屬植物（白花蠅子草）與人類儘管具有不同的進化路徑，但他們在某些方面的性狀是相同的：性染色體都是XX/XY系統。在同一株植物上能同時發現許多不同的獨立的雌花與雄花，這在以雌雄同體居多的高等植物中是非常罕見的。雄花具有與男性等同的X與Y染色體，雌花具有與女性一樣的兩條X染色體。

　　在人類身上，這個染色體系統已經非常古老。經過數百萬年的進化，Y染色體已經退化，很難再具有基因遺傳功能。進化學家假設這種Y染色體上基因及基因轉錄產物大量丟失的現象為劑量補償平衡。這是在生物有機體中維持平衡的一個根本性的重要過程。

　　在人類身上，女性的一條X染色體功能退化，因此男性的X染色體與女性剩下的一條X染色體能夠產生等量的基因轉錄產物，即RNA或者蛋白質。但是，以果蠅屬的果蠅是個外例，它雄性X染色體上的基因會複製兩遍，以平衡雌性上兩條X染色體的表達的基因產物。

　　X染色體的損耗

　　這種劑量補償現象也被發現於白色剪秋羅植物上，蘇黎世聯邦理工學院科學家克勞斯·賽普（Niklaus Zemp）與亞歷克斯·威的曼（Niklaus Zemp），是生態植物遺傳學教授，他們與裡昂大學的研究者合作，在遺傳研究的基礎上，首次在植物身上證明了這一現象。男性X染色體上的基因複製活動越強烈，Y染色體上基因的表達也就越弱。因此，在缺乏Y染色體遺傳信息的X染色體的補償，能讓雌雄植物的補償劑量水平相同。威的曼說：「迄今為止，劑量補償僅在動物較老的性染色體上發現」。這應該是1.5億年前產生的。白色剪羅秋植物是迄今為止首次發現這種現象的植物。

　　一個新的系統

　　對於生物學家來說，這同樣意味著劑量補償在植物上僅在最近發生進化，不早於性染色體系統在有機體上的發現，它能夠發展的非常快。威的曼估計發現於白色剪秋羅屬植物的這個系統，僅有一萬年的歷史，從進化的觀點來說還非常年輕。「但是，我們的發現預示著，一萬年的時間，足夠讓劑量補償系統重新演變」。

　　對於這項研究，蘇黎世聯邦理工學院的科學家通過最先進的測序技術，即所謂的下一代測序技術，分析了來自六個植物個體，約350億個組件的基因代碼。從而能讓基因密碼高速準確測定。

　　劑量補償與21三體綜合症

　　劑量補償對生物體來說非常重要。例如，在人類卵子減數分裂時，21號染色體不分離。結果導致，分裂後的兩個個卵細胞，1個僅有1條21號染色體，另外一個有3條。「生產過剩」也就體現在了這一條染色體的盈餘上，從而導致了21三體綜合症的發生。它是一種非常罕見，卻又普遍存在的疾病。患者具有3條21染色體，正常人僅是2條。這條染色體基因產物的過量表達引發了一系列典型的症狀。（編譯：雙螺旋）

相關焦點

  • 是男是女 不是XY染色體說了算?
    性別不是由XY染色體決定的嗎？是。但不全是。12月14日，來自墨爾本默多克兒童研究所的科學家們找到了決定人類是男是女的「關鍵開關」。當這一開關正常工作時，擁有XY染色體的人就能發育出睪丸；如果開關失靈，即便一個人擁有XY染色體，他也無法發育出這一男性特徵器官。
  • 是男、是女,可不是XY染色體說了算這麼簡單-虎嗅網
    12月14日，來自墨爾本默多克兒童研究所的科學家們找到了決定人類是男是女的「關鍵開關」。當這一開關正常工作時，擁有XY染色體的人就能發育出睪丸；如果開關失靈，即便一個人擁有XY染色體，他也無法發育出這一男性特徵器官。
  • 科學家首次完成對人類X染色體的完整測序
    據外媒報導，儘管科學家已經完成了整個人類基因組的測序但仍有一些空白。現在，遺傳學家在一項具有裡程碑意義的新研究中帶來了一個重要的基因序列，即對整個人類X染色體從頭到尾進行測序並覆蓋了300多萬個此前沒有被繪製出來的鹼基對。人類基因組計劃是有史以來最雄心勃勃的科學事業之一。
  • 老年痴呆男女有別,首次發現女性X染色體可使患者壽命更長
    近日，加州大學舊金山分校（UCSF）的科學家發現了其中的奧秘，研究表明女性的X染色體能夠給患者提供更好的適應力。以往人們認為，女性更容易得阿爾茨海默氏症，而現在加州大學舊金山分校的科學家在研究中得到證據，發現女性具有免受疾病侵襲的遺傳保護。他們發現X染色體能夠給患者提供更好的適應力，而由於女性具有兩條X染色體，所以她們就天然地獲得了雙重「劑量」的保護。
  • 試管嬰兒男多女少 是X染色體惹的禍?
    日前發表在美國《國家科學院學報》的文章指出，「X染色體失活不足」導致了試管嬰兒性別比例失衡——　　自然受孕出生的嬰兒，男女比例基本平衡，相差不到1%，而使用體外受精技術出生的試管嬰兒中，男孩要比女孩多10%左右。同樣，由體外受精獲得的動物後代，也存在雄性多於雌性的現象。　　是什麼原因導致了試管嬰兒的性別比例失衡？國際胚胎生物學界多年來一直在尋找答案。
  • 我國科學家「創造」世界首例單染色體真核細胞
    日前，中科院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所合成生物學重點實驗室覃重軍研究團隊與合作者，在國際上首次人工創建了單條染色體的真核細胞：把釀酒酵母細胞裡原本天然的16條染色體，人工融合成單條染色體，且仍具有正常的細胞功能。既改變了染色體的結構，又仍保有生命的「活性」，人工蛻變出一個全新細胞。
  • 人類染色體三維結構圖首次繪成
    科技日報北京11月22日電 （記者聶翠蓉）英國愛丁堡大學官網21日發布公告稱，該校研究人員與英國利物浦大學以及日本和美國的科學家合作，利用先進成像技術，首次獲得人類全部46個染色體的詳細三維結構。這些結構圖清晰表明，組成染色體的物質只有一半是遺傳物質，遠低於人們之前的預期。
  • 世界首例人造單染色體真核細胞誕生(解碼·發現)
    楊正行攝　　日前，中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所合成生物學重點實驗室覃重軍研究團隊與合作者歷經4年努力攻關，在國際上首次人工創建了單條染色體的真核細胞，是合成生物學具有裡程碑意義的重大突破。　　該成果於北京時間8月2日在線發表於國際知名學術期刊《自然》。
  • 科學家第一次實現了人類X染色體的完整測序
    X染色體之所以出現這麼多的缺口，是因為以前的基因測序技術一次只能讀取DNA的一個小片段，然後再將這些片段拼湊起來。問題在於人類基因組中有許多重複的片段，當讀取到許多重複小片段的時候，很難精確還原真正的基因組，畢竟誰也說不清楚到底是基因組是如何重複的。
  • 人類首次人工合成真核生物染色體
    由美、英、法等多國研究人員組成的科研小組，在3月28日出版的《科學》雜誌上報告說，他們合成出了人工真核生物染色體，並成功在釀酒酵母中發揮功能。這是人類首次合成出真核細胞的染色體，也是人類邁向人工合成生命體的重要一步，未來還能大幅提高抗瘧藥、柴油等產品的產量。
  • 昆明植物所獲得首個染色體級別的橡膠樹參考基因組圖譜
    雲南植膠區山地膠園鳥瞰圖及完成了基因組測序的橡膠樹 GT1 品種（供圖）橡膠樹基因組圖譜及其特徵（供圖）大戟科植物基因組的染色體進化（供圖）近日，熱帶作物種質資源與基因組學雲南省創新團隊首席科學家高立志教授帶領的雲南省熱帶作物科學研究所
  • 每位女科學家都有故事
    因此，了解那些女科學家們的成長經歷、研究成果，既是對科學發展史的一次重新審視，也是拾起極有價值的文化遺產。女科學家到底是怎樣的群體？她們有著怎樣的故事？《無所畏懼——影響世界歷史的50位女科學家》列舉世界上最偉大的50位女科學家，讓青少年讀者一窺這一群體的獨特之處，了解她們為學與為人的種種。
  • 我科學家人工合成4條真核生物酵母染色體
    我科學家人工合成4條真核生物酵母染色體 2017-03-11 科技日報 劉垠 【字體：　　繼「DNA雙螺旋發現」和「人類基因組測序計劃」之後，以基因組設計合成為標誌的合成生物學引發第三次生物技術革命。如果說基因測序是「讀」基因，那麼合成生物學就是「寫」基因。多國合作的「人工合成酵母基因組計劃」是人類首次嘗試改造並從頭合成真核生物，旨在重新設計併合成釀酒酵母的全部16條染色體。我國科學家此次合成的染色體包括16條中最長的1條。
  • 人人體內都有一條傳家寶,男生是Y染色體,女生是線粒體DNA
    細胞核當中有染色體，人類一共有23對染色。其中有一對性染色體，XX大概率就是女性，XY大概率就是男性。這裡之所以說是大概率，是因為目前科學家發現，其他的染色體上也有決定性別的遺傳物質。
  • 真正的「傳家寶」不是財富,更不是江山,而是Y染色體和線粒體DNA
    但有一樣東西，比起江山和財產，要更穩固一些，它也確實是男傳男，幾萬代如一日，這才堪稱「傳家寶」。當然，它肯定和江山，財產的社會屬性沒法比。這個東西就是Y染色體。這裡補充一點，其實不光男性有「傳家寶」，女性其實也有，這就是「線粒體DNA」。那具體是咋回事呢？
  • 研究發現,他們並沒有Y染色體
    拿人類來說，女性是不具有Y染色體的，只有男性具有一條X染色體和一條比X染色體小很多的Y染色體，雖然Y染色體看起來不起眼，但是卻成為了決定性別的關鍵。 Y染色體傳男不傳女，這也讓Y染色體上保留著更多的基因族譜，在研究古人類DNA的過程中，科學家們也更傾向於研究Y染色體，因為它的上面攜帶著更多的遺傳密碼。
  • 科學家首次解析腫瘤染色體外DNA的環狀結構與功能
    早期研究認為腫瘤中大量擴增的原癌基因存在於染色體上。2017年，來自美國加州大學聖地牙哥分校的Paul Mischel教授團隊在Nature雜誌上指出，它們是以染色體外DNA（extrachromosomal DNA，ecDNA）的形式存在的，但ecDNA的結構和功能一直缺乏直接的證據。
  • 生男生女的秘密
    直到20世紀初，科學家發現了人體細胞內的染色體後，才掀開了性別的奧秘，原來生男生女是由受精卵中的一對性染色體決定的。      人類體細胞中含有23對攜帶遺傳物質的染色體，其中22對為常染色體，23對染色體所含的所有基因就是遺傳信息，另1對為性染色體，決定胎兒的性別。常染色體上所含性狀基因種類男女都一樣，沒有性別差異。
  • 首次獲得人類X染色體的完整序列
    科學家首次「從頭到尾」（從端粒到端粒）確認了人類X染色體的完整序列，其中不存在任何缺口，它的精確度達到了前所未有的水平。這一成果也標誌著，創造出精確到鹼基的完整人類染色體已經成為現實，基因組學研究或許將邁入新的時代。
  • 中科院:首次人工創建了單條線型染色體的真核細胞
    中科院：首次人工創建了單條線型染色體的真核細胞 2018-08-02 17:14:00來源：央廣網