在一項新的研究中，全球 100 多名研究人員對與男性發(fā)育有關(guān)的染色體---Y染色體---進行了全面測序，這是人類基因組中最后一個神秘的部分。他們的發(fā)現(xiàn)完成了 Y 染色體的遺傳密碼，并揭示了一些關(guān)鍵細節(jié)，這些細菌可能讓人們更清楚地了解該染色體在男性特有的發(fā)育、生育以及諸如癌癥之類的由遺傳引發(fā)的疾病中的作用。相關(guān)研究結(jié)果于2023年8月23日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Assembly of 43 human Y chromosomes reveals extensive complexity and variation”。

這些作者表示，鑒于如今擁有了100%完整的人類Y染色體序列，他們可以識別和探索眾多可能影響人類性狀和疾病的遺傳變異，這是以前無法做到的。

組成染色體的 DNA 序列編碼指導(dǎo)著有機體內(nèi)所有細胞的發(fā)育和功能的基因和遺傳回路。由于Y染色體具有重復(fù)的分子模式，因此對它進行解碼尤其具有挑戰(zhàn)性，但新的測序技術(shù)和生物信息學(xué)算法使得這些作者能夠解析這些DNA序列。他們揭示了精子調(diào)節(jié)基因家族的結(jié)構(gòu)，并在 Y 染色體中發(fā)現(xiàn)了另外 41 個基因。他們還揭示了被認為在男性生殖系統(tǒng)的生長和功能中起重要作用的基因的結(jié)構(gòu)。

這些作者表示，他們完成了所有這些通過 Y 染色體激活的基因開關(guān)的線路圖，其中許多基因開關(guān)對男性發(fā)育的基因貢獻至關(guān)重要；他們正處于科學(xué)家們可以開始使用這張線路圖的階段；人們以前對Y 染色體DNA的不同部分和不同的突變一無所知，但如今他們可以看到整個Y 染色體的DNA，這可能為許多不同疾病的遺傳學(xué)增添新的見解。

圖片來自Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-06425-6。

Y 染色體和 X 染色體因其在性發(fā)育中的作用而經(jīng)常被討論。雖然這兩種染色體發(fā)揮著核心作用，但人類性發(fā)育所涉及的因素遍布整個基因組，而且非常復(fù)雜，從而產(chǎn)生了男性、女性和雙性人的一系列人類性征。此外，近期的研究已表明，Y 染色體上的基因?qū)χT如癌癥風(fēng)險和嚴重程度之類的人類生物學(xué)的其他方面也有影響。

這項新的研究由美國國家人類基因組研究所（National Human Genome Research Institute）領(lǐng)導(dǎo)，該研究所是“端粒到端?！甭?lián)盟（Telomere-to-Telomere consortium）的一部分，該聯(lián)盟于 2022 年公布了人類基因組的完整序列，有望開辟分子和基因探索的新領(lǐng)域（詳細參見生物谷新聞報道：2022年4月Science期刊精華）。然而，這是在兩條 X 染色體的基礎(chǔ)上完成的。

如今，在這項新的研究中，這些作者利用一個同時擁有 X 和 Y 染色體的供體，構(gòu)建了 Y 染色體及其 DNA 每個元件的完整藍圖。這些新的發(fā)現(xiàn)為高質(zhì)量的基因組組裝---包括個性化基因組---奠定了基礎(chǔ)，這在以前是不存在的。

這些作者表示，人類基因組是一個非常個人化的東西，它包含了人類發(fā)育和讓人類成為人類的基本指令；他們知道，在此之前，他們所掌握的情況并不完整，但是如今他們第一次可以從頭到尾觀察到完整的Y染色體DNA。

這些作者將這種新的 Y 染色體序列與全球數(shù)千人的遺傳數(shù)據(jù)進行了比較。他們的分析發(fā)現(xiàn)了之前的人類參考基因組中的錯誤，并展示了新的 Y 染色體序列將如何改進未來的人類 DNA 研究。

他們正在將這些新的見解融入對靈長類動物的研究中，以便更深入地分析Y染色體的進化過程，并分析可能影響胰腺癌和其他疾病個性化治療的臨床相關(guān)基因。（生物谷 Bioon.com）

參考資料：

1. Pille Hallast et al. Assembly of 43 human Y chromosomes reveals extensive complexity and variation. Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-06425-6.

2. MALE SEX CHROMOSOME, MISSING PIECE IN HUMAN GENOME, FINALLY DECODED
https://hub./2023/08/23/y-chromosome-sequenced-human-genome/