Y染色体会消失吗？

众所周知，男女无论是生理结构还是生理功能上都存在巨大差异，而造成这些差异的根本原因是我们的基因上的差异，男性和女性相比，有一条独特的Y染色体，这是一条只在男性中才有的染色体，所以也有很多人玩笑的说Y染色体“祖传染色体”。

Y染色体有什么作用?相信很多人毫不犹豫的脱口而出，决定性别。是的，Y染色体上存在一段特有的序列叫做“SRY”，这段序列的全称是（Sex Determining Region Y），也就是性别决定区，它是造成男女差异的根本原因。那么，如果把Y染色体去掉，是不是个世界上就是纯粹的女儿国了？估计大多数人会给出个Yes。

然而来自《Science》的研究却告诉我们，那可不一定。科学家们竟然不用Y染色体，依然可以让生物变成雄性，而且还可以继续生育后代呢。并且这些后代即使没有Y染色体，同样可以是雄性！

这是怎么回事？这就要我们来细细了解一下这个Y染色体了。

01，寻找Y染色体上的真正雄性密码

今天的我们，无论是从染色体形态上，还是从染色体基因组组成的角度，都可以看到，Y染色体和X染色体存在巨大差别。而这一切造就了男女性别的巨大差异，那么这个独特的Y染色体究竟有哪些独特呢？为了探讨Y染色体上到底哪些部分负责决定雄性性别，科学家们决定对Y染色体进行不断地删除。

最后，Y染色体已经被浓缩到了只剩下两个基因了，那就是SRY和Eif2s3y，这两个基因，前者负责使胎儿发育成雄性，后者则负责精子生成。

只要保留着这两个基因，那么他们就能产生正常的精子，并且通过辅助生殖技术生下健康的后代。

所以，他们认定，这两就是Y染色体上核心中的核心了，这是2013年的事情了，当时的内容发布在了《Science》上。

然而，科学家的脚步并没有停下来，他们进一步的想，这两个基因能不能替代呢？

02，寻找替代基因

相信大家在学习生物的时候，已经注意到了，人体是二倍体，换句话，人体的染色体是成对出现的。比如有两条1号染色体，两条2号染色体……然而，到了性染色体，这个时候就出现了差异，男性是XY，女性是xx，书上给的解释是，尽管这两条性染色体形态各异，大小更是悬殊，但是它俩是成对的。

事实上，这并非无稽之谈，而是有着严谨的证据，不仅是来自生物学的研究表明了X和Y的成对特点，更重要的是，来自进化生物学的研究已经证明，它们两就是一对。

Y染色体并非与生俱来的，而是后来在进化上不断的变化诞生的（如果你相信进化论，你一定会明白，早期的地球，只有无性生殖，而有性生殖是十分后期的事情，而Y染色体为代表的性染色体就是其中的一个典型例子。）

既然XY染色体是同源成对的，那么是否意味着Y染色体上的内容，极有可能是同样存在于x染色体呢？抱着这种想法，科学家就进一步的对上述两个基因进行搜索。结果还真的大吃一惊。

首先是SRY基因，通过对其研究发现，这个基因其实本质上，只是一个唤醒基因，用来唤醒常染色体的Sox9的表达，这个基因才是性别决定基因。

其次是Eif2s3y基因，这个基因还真有同源基因，这个同源基因位于X染色体上叫做Eif2s3x基因。

03，“偷天换日”计划

有了上一步的发现，那么，接下来，科学家就启动了这个“偷天换日”计划：既然人体的其他染色体上存在SRY和eif2s3y的同源基因，那么我们能否把Y染色体直接咔嚓掉，然后激活其他的染色体上的对应基因从而让生物变成雄性呢？抱着这种想法，科学家们开始了勇敢的尝试。

第一步：敲除Y染色体。当然，这是非常成熟的技术了，这里就不赘述了，事实上现在的生物学技术，尤其是crispr-cas9技术的发展，基本上可以让我们做到想敲哪里就敲哪里的地步了。

第二步：唤醒。这一步是最关键的一步，也是整个研究的重中之重。

科学家们将整条Y染色体基因敲掉。接下来，他们设法唤醒了SOX9基因，使其表达，这样就可以让实验生物成为雄性。然后又用五倍计量的办法促成了Eif2s3x基因的表达，使得其精子可以正常的产生（之所以用5倍，是因为这个基因效率还是比不上Y染色体原装的那个基因的效果）

于是，哒哒哒，结果搞定了！

没有Y染色体，这些小鼠活得好好地；没有Y染色体，这些小鼠依然可以发育成雄性。最惊讶的是，这些雄性小鼠依然可以正常生育，生育下来的后代，依然有雄性。下图是三只完全不含Y染色体基因的雄性小鼠，注意，这是公的哦。

左一和右一的小鼠为2岁1个月大，中间的小鼠则1岁10个月大

而且，人家还可以繁殖后代！

上图是没有任何Y染色体基因的雄性小鼠“四代同堂”。

左一的白色小鼠是最初通过杂交繁育得到的无Y染色体基因雄鼠。它在ROSI技术的帮助下成功繁殖，上排中间的小鼠（F1 ROSI）是它的儿子，同样完全没有Y染色体基因。F2 ROSI、F3 ROSI则依次是白色小鼠的孙辈和曾孙辈

看完这一步，相信很多人和我一样震惊，当然，也有人不以为意，毕竟这是科学上的实验，需要很多专业的技术才能实现，所以，Y染色体依然是傲然无比。然而，我要是说，Y染色体可能在未来消失呢？

04，Y染色体消失进行时

上面我们提到Y染色体跟x染色体是同源的，但是后来由于部分功能的重复，Y染色体在进化中越来越短。

最初共同基因有1669个，而现在的Y染色体长度仅为X染色体的1/3，基因更是少的可怜，只有50个基因。然而，可怕的是，这个变短并没有停下来的趋势。尤其是Y染色体缺乏重组，没有重组意味着突变不断累积，最终会导致丧失功能（我们基因组上存在大段的序列，比如假基因等，可能就是这样诞生的）。

而当Y染色体不断受损，直到功能丧失的时候，那么下一步，可能的命运就是消失。

这并非危言耸听，事实上，已经在哺乳动物中发现了Y染色体丢失现象。比如日本棘鼠spiny rats有两个种的Y染色体丢失了，而田鼹鼠mole vole的两个种也发生了Y染色体丢失。

这是一个非常明显的现象，因为这些基因可以被其他染色体吸引走，然后这条染色体就废掉了。

当然，丢失了并不意味着就彻底失去了性别，事实上在它们丢失的过程，伴随着基因组上其他染色体功能的激活或者获得，这样可以保持性别差异。

05，吸烟会让Y染色体变短

顺便说一下，吸烟会让Y染色体变短，从而让男人短命，这不是我说的，是science说的。

与非吸烟人群相比，长期吸烟的男人，Y染色体变短，甚至消失了。而这直接的结果就是罹患各种癌症的风险增加2~4倍；甚至失去生育能力。可能原因是吸烟会加快丢失的速度。作者提及的原因是吸烟也许会提高参与细胞有丝分裂调控的基因及通路的变异几率，进而导致Y染色体的截短出现。正常的细胞携带着这一截短内容继续分裂增殖，最终导致了这种现象。

ref：

Yamauchi Y, Riel J M, Stoytcheva Z, et al. Two Y genes can replace the entire Y chromosome for assisted reproduction in the mouse[J]. Science, 2013: 1242544.

Yamauchi Y, Riel J M, Ruthig V A, et al. Two genes substitute for the mouse Y chromosome for spermatogenesis and reproduction[J]. Science, 2016, 351(6272): 514-516.

Dumanski J P, Rasi C, Lönn M, et al. Smoking is associated with mosaic loss of chromosome Y[J]. Science, 2014: 1262092.