赫里福德牛。
近日，美国怀特海德研究所的科学家们首次展示了赫里福德牛完整的、高分辨率的Y染色体序列。
论文指出，为产生更多雄性后代，公牛的Y染色体“自私地”进化出了几十个相同的睾丸特异性基因副本，当然，X染色体也有相应反击。相关研究于当地时间11月18日在《基因组研究》杂志中发表。
研究领导者David Page是麻省理工学院生物学教授，也是霍华德休斯医学研究所的研究员。他说：“X染色体和Y染色体本就是冲突的设置，它们之间的竞争提示我们应当把这种冲突看作哺乳动物性染色体的普遍特征。”
性染色体（X和Y）在约2亿年前由一对正常的对称染色体进化而来。人类女性有两个X染色体，男性有一个X染色体和一个Y染色体。
Page的实验室曾对不同分支哺乳动物的Y染色体进行测序，他们发现，在某些物种中，Y染色体上几乎所有的遗传物质都由经过数十倍（或数百倍）增强的DNA序列构成。例如，在小鼠体内，Y染色体上近98%的遗传物质都是由重复的几个睾丸特异性基因构成。不过，在人体内，这一比例只有约45%。
“这就像铺满镜子的大厅。我们想知道这是否是啮齿动物独有的特性。”Page说。
于是，科学家们研究了哺乳动物另一分支上的动物——牛。他们发现，牛的Y染色体基因密度是目前已观测动物中最大的，这主要是因为其中96%的遗传物质都是由重复序列组成的。
换言之，睾丸特异性基因的“镜厅重复”也在公牛的Y染色体中也存在，这是为什么呢？
研究人员在观察牛的X染色体时发现了一条线索：决定雌性的染色体中也有一些睾丸特异性基因的复制品。
论文第一作者Jennifer Hughes说：“Y染色体的基因增强可能有助于Y染色体的传递，而X染色体的副本增强是在与之竞争。”
这种X-Y染色体的“军备竞赛”已在小鼠身上得到证实：在配子形成过程中，Y染色体的基因重复赋予它额外优势。在之前的一项研究中，研究人员剔除了Y染色体的重复序列。结果表明，若没有这些重复基因，精子细胞中的X染色体就会多于Y染色体，后代的性别比例也会向女性倾斜。
Hughes认为，这种竞争是自私的，因为性别比例失衡对物种而言不是好事。因此，这些增强型改变只对最终进入卵子的“幸运”染色体有利。在进化树的不同分支中，这种自私（甚至有害）的机制持续了数百万年。撇开进化理论不谈，这一发现也许能帮助畜牧业工作者有效控制牛的后代性别比例。
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编译：花花
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《基因组研究》
期刊编号：1088-9051
原文链接：
https://phys.org/news/2020-11-bull-chromosome-evolved-bully-gametes.html
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