Ein Vergleich der Y-Chromosomen in acht afrikanischen und acht europäischen Männern vertreibt die gemeinsame Vorstellung, dass die Y -Gene sind meist unbedeutend und dass das Chromosom ist dazu bestimmt, schwinden und verschwinden.
" Das Y-Chromosom hat 90 Prozent der Gene, es einmal mit dem X-Chromosom gemeinsamen verloren , und einige Wissenschaftler haben spekuliert, dass das Y-Chromosom wird in weniger als 5 Millionen Jahren verschwinden ", sagte der Evolutionsgenetiker Melissa A. Wilson Sayres ein Miller Postdoctoral Fellow im Department für Integrative Biologie an der University of California, Berkeley , und Hauptautor der neuen Analyse .
Einige Säugetiere haben ihre Y-Chromosom verloren, obwohl sie immer noch Männer und Frauen , und in der Regel zu reproduzieren. Und im letzten Monat, berichteten Forscher schlurfen einige Gene in Mäuse, um Y - weniger Männer, die normale Nachkommen zu erzeugen könnte erstellen , was einige Kommentatoren zu fragen, ob das Chromosom ist überflüssig.
"Unsere Studie zeigt, dass die Gene, die erhalten geblieben sind , und denen, die vom X bis Y migriert , sind wichtig, und das menschliche Y wird zu bleiben, um für eine lange Zeit ", sagte sie .
Wilson Sayres und Mitautor Rasmus Nielsen, UC Berkeley Professor für Integrative Biologie , zeigen in einem Papier online in PLoS Genetics , die Muster der Veränderung auf dem Y-Chromosom unter den 16 Männern , die mit der natürlichen Selektion wirkt, um die Gen -Gehalt dort warten sind veröffentlicht , ein Großteil von dem gezeigt wurde , eine Rolle bei der männlichen Fruchtbarkeit spielen . Das Y-Chromosom ist mickrig Größe - es 27 einzigartige Gene im Vergleich zu Tausenden auf den anderen Chromosomen enthält - ist ein Zeichen, das schlanke und auf das Wesentliche ausgezogen ist .
" Melissas Ergebnisse sind recht beeindruckend. Sie zeigen, dass , weil es so viel natürliche Selektion Arbeiten an dem Y-Chromosom , es muss viel mehr Funktion auf dem Chromosom als die Menschen bisher angenommen ", sagte Nielsen .
Variationen in Y-Chromosomen werden verwendet, um zu verfolgen , wie die menschliche Bevölkerung bewegt rund um den Globus , und nach Angaben von Nielsen , wird die neue Forschung zur Verbesserung der Schätzungen der Evolutionsgeschichte der Mensch " .
" Melissa hat gezeigt, dass diese starke negative Selektion - natürliche Selektion schädlichen Gene zu entfernen - neigt dazu, uns glauben machen, die Daten sind älter als sie tatsächlich sind , die ganz andere Schätzungen der Geschichte unserer Vorfahren gibt , " sagte Nielsen .
Y hat in den vergangenen 200 Millionen abgebaut
Vor der vor rund 200 Millionen Jahren, als Säugetiere waren relativ neu auf der Erde , die frühen Versionen der Geschlechtschromosomen X und Y , waren genau wie andere Chromosomenpaare : mit jeder Generation , tauschte sie einige Gene , so dass Nachkommen waren eine Mischung aus Gene der Eltern. Befruchtete Eier , die zwei Proto- Xs bekam wurde Weibchen und Eier mit einem Proto- X und proto- Y wurde Männchen.
Aber aus irgendeinem Grund , so Wilson Sayres , das Gen, das die Kaskade von Ereignissen, die in männlichen Merkmale ergeben auslöst wurde auf dem Y -Chromosom fixiert und angezogen andere männlich- spezifische Gene , wie diejenigen , die Entwicklung der Hoden, Samenzellen und Samen steuern. Viele davon stellte sich heraus, schädlich für Frauen sein , so werden die X- und Y gestoppt Swapping Gene und die beiden Chromosomen begann getrennt entwickeln.
"Jetzt ist die X- und Y- DNA nicht tauschen über den größten Teil ihrer Länge , was bedeutet, dass die Y nicht effizient beheben Fehler , so dass es im Laufe der Zeit verschlechtert hat ", sagte sie . " In XX Weibchen hat das X noch einen Partner, mit tauschen und zu beheben Fehler , weshalb wir glauben, dass das X nicht auch abgebaut werden. "
Wilson Sayres wurde von der seltsamen Geschichte der Geschlechtschromosomen und insbesondere der Mangel an genetischer Variation weltweit auf dem Y-Chromosom fasziniert im Vergleich zur Vielfalt in der DNA auf die nicht- Geschlechtschromosomen zu sehen . Diese Variante, es verwendet werden, um die menschliche Geschichte Grafik wurde schlecht über die gesamte Y-Chromosoms gekennzeichnet .
" Y-Chromosomen sind einander ähnlich , als wir erwarten ", sagte Wilson Sayres . "Es gab einige Diskussionen darüber, ob es sich um , weil es weniger Männer , die zur nächsten Generation , oder ob natürliche Selektion wirkt , um Variation zu entfernen. "
Haben weniger Männchen tragen Gene Y-Chromosom ?
Die UC Berkeley -Forscher gezeigt, dass , wenn weniger Männer waren die einzige Ursache für die geringe Variabilität , würde es bedeuten , dass weniger als 1 von 4 Männern im Laufe der Geschichte hatte auf ihrer Y-Chromosom jeder Generation weitergegeben. Variationen in anderen menschlichen Chromosomen , einschließlich dem X-Chromosom , machen dies eher unwahrscheinlich . Stattdessen zeigten sie, dass die geringe Variation kann durch intensive natürliche Selektion erklärt werden , das heißt, eine starke Evolutionsdruck auszusondern schlechte Mutationen , die am Ende den Zuschnitt der Chromosomen auf das Wesentliche .
" Wir zeigen, dass ein Modell der Reinigung Auswahl auf dem Y-Chromosom wirken, um schädliche Mutationen mit einem moderaten Rückgang der Anzahl der Männer , die auf ihren Y-Chromosomen der Durchreise sind zu entfernen, in Kombination , können niedrige Y Vielfalt erklären", sagte Wilson Sayres .
Die Forscher fanden auch , dass alle 27 Gene auf dem Y-Chromosom - die 17 , die nach 200.000.000 Jahre halten Menschen , und 10 weitere kürzlich erworbenen , aber wenig verstanden Gene - sind wahrscheinlich durch natürliche Selektion beeinflusst. Die meisten der neueren Gene, sogenannte ampliconic Gene in mehreren Kopien auf dem Chromosom und der Verlust von einem oder mehreren Kopien vorhanden ist , um männliche verbunden worden sind, Unfruchtbarkeit .
"Diese ampliconic Regionen , die wir nicht wirklich , bis jetzt verstanden, sind offenbar sehr wichtig und wahrscheinlich sollten untersucht und studiert für die Fruchtbarkeit werden ", sagte sie .
Wilson Sayres konnte genau Y Variabilität zu messen , weil zum ersten Mal, dass sie im Vergleich Variation auf eine Person Y-Chromosom mit Variante dieser Person anderen 22 Chromosomen ( Autosomen genannt ) , dem X-Chromosom und der mitochondrialen DNA . Sie benutzte gesamten Genoms von Daten aus 16 Männern, deren DNA wurde von der Mountain View ansässige Unternehmen Complete Genomics Inc., die die genauesten Sequenzen des Y-Chromosoms hat sequenziert . Das Unternehmen wurde kürzlich von BGI , der Bejing Genome Institute erworben.
Übergreifende Bevölkerungsstudien der Variation in dem Y-Chromosom sind in den Kinderschuhen , sagte sie und bemerkte, dass der mehr als 36 Säugetiergenomenbisher sequenziert sind komplett Y-Chromosomen nur drei zur Verfügung. Die meisten der 1000 menschliche Genome bereits sequenziert haben keine ausreichend genaue Erfassung der Y , diese Art von Vergleich zwischen den Individuen zu machen, aber Fortschritte in der Technologie eine bessere Charakterisierung DNA erleichtert zukünftige Analysen des Y-Chromosoms , sagte sie.