性染色体之战

密歇根大学的一项研究揭示了竞争如何影响X和Y精子的健康。

　　

从进化的角度来看，适应度被定义为生物体生存并将其基因复制到下一代的能力。

基因影响适应性，有时在一个有机体内相互竞争。

这种竞争，或者说军备竞赛，通常很难观察到——除非有问题的基因存在于决定哺乳动物后代性别的X染色体和Y染色体上。

在小鼠身上，这种军备竞赛会导致一窝的雄性或雌性更多。

密歇根大学研究人员的一项研究揭示了小鼠X和Y携带精子使卵子受精的军备竞赛背后的机制，类似于太空竞赛到达月球。

人类遗传学系的副研究员Martin Arlt博士说：“首先到达那里的携带x染色体或y染色体的精子是成功使卵子受精的精子。”

“如果有基因赋予携带x染色体的精子好处，你就会开始看到更多的雌性后代，反之亦然。然而，我们看到接近50-50的分歧，”Arlt说，他也是该研究的第一作者。

“在进化过程中，对半分割是一个物种的最佳比例，因为微小的变化可能导致该物种的灭绝。”

性别比例的平衡是通过X染色体和Y染色体上的基因相互适应来维持的。

这是如何发生的一直是个谜，因为精子不能在实验室中生长。

密歇根大学的研究小组找到了一种独特的解决方案，将x连锁的Slxl1/Slx和y连锁的Sly基因家族从小鼠体内移出，并将它们放入酵母中。

“为了更好地了解它们是如何工作的，我们把比赛中的每个选手都引入了酵母中。然后我们把它们结合起来，看看它们是如何相互作用和竞争的。”

在此过程中，他们发现由Slxl1/Slx和Sly编码的影响精子适应性的蛋白质似乎会竞争影响基因表达的Spindlins蛋白质。

这些蛋白质相互竞争以结合；结合的x连锁基因家族蛋白越多，产生的携带x基因的精子越多，反之亦然。

人类遗传学副教授、论文资深作者雅各布·穆勒博士说：“这些蛋白质在进化过程中是相对较新的创新，只有几百万年的历史，远远晚于人类与黑猩猩的分化。”

“在没有Slxl1/Slx和Sly的情况下，精子发生可以也确实进行得很好，但这些基因通过整合到一个对物种非常重要的系统中，在小鼠体内持续存在。我们有证据表明，这些军备竞赛在不同的物种中在不同的时间一次又一次地发生。”

未来，该团队计划使用酵母模型系统来探索X/Y军备竞赛和其他竞争基因的进化。