男性和女性的某些差異顯而易見，有些則不那么明顯，比如常見疾病或者是藥物反應(yīng)。這些是怎么與性別相關(guān)的？以色列的魏茨曼科學(xué)研究所研究者近期揭示了兩性中數(shù)千個(gè)表達(dá)程度不同的基因。該發(fā)現(xiàn)表明這些特定基因的有害變異可能會(huì)相對(duì)頻繁地在人群中積累，并解釋了其中的原因。這一發(fā)表在BMC Biology上的詳細(xì)基因地圖顯示了兩性之間的進(jìn)化差異性與相關(guān)性。

幾年前，魏茨曼研究所的分子遺傳部門的Shmuel Pietrokovski教授和Moran Gershoni博士提出了一個(gè)問(wèn)題：為什么某些人類疾病特別常見? 特別地，15%試圖懷孕的夫婦被鑒定為不孕，這表明影響生育能力的變異相對(duì)較為普遍。這似乎有點(diǎn)矛盾：常識(shí)告訴我們這些通過(guò)減少后代數(shù)量影響物種存活的變異，應(yīng)當(dāng)已經(jīng)很快被自然選擇所淘汰了。Pietrokovski和Gershoni證實(shí)基因中影響精子形成的變異仍舊存在，因?yàn)檫@些基因只在男性體內(nèi)表達(dá)。如果一種變異只會(huì)對(duì)半數(shù)的群體產(chǎn)生影響，那么不管多有害，都能通過(guò)另一半傳遞到下一代。

credit: 煎蛋第十位畫師花聽

在該研究中，研究者延伸了他們的分析，包括了那些雖然對(duì)生育非必需但仍舊在兩性中差異表達(dá)的基因。為了鑒定這些基因，研究者求助于GTEx項(xiàng)目。這是一個(gè)大型的人類基因表達(dá)研究，記錄了將近500名捐贈(zèng)者的身體器官和組織。這個(gè)項(xiàng)目使得首個(gè)人類兩性差異基因架構(gòu)綜合地圖成為了可能。

Pietrokovski 和Gershoni仔細(xì)檢查了約2萬(wàn)蛋白質(zhì)編碼基因，按照性別整理，尋找每個(gè)組織中的表達(dá)差異。他們最終鑒定出了約6500個(gè)基因，這些基因至少在一種組織中具有兩性活性差異。例如，他們發(fā)現(xiàn)了在男性皮膚中相對(duì)女性皮膚高度表達(dá)的基因，并且與體毛生長(zhǎng)有關(guān)。肌肉生長(zhǎng)的基因在男性中表達(dá)更多，而脂肪存儲(chǔ)在女性中表達(dá)得更多。

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另外的差異

兩位研究者隨后檢查了變異累積的趨勢(shì)，看是否自然選擇對(duì)男性或女性專屬基因施加了不同的壓力。即，有害變異累積到哪一個(gè)程度才會(huì)被淘汰，或者是在人群中潛伏下來(lái)？研究者發(fā)現(xiàn)自然選擇對(duì)很多這樣的差異表達(dá)基因的作用較弱。Gershoni說(shuō)道：“一個(gè)基因越特定于某一性別，就越少受到自然選擇的作用。還有另外一個(gè)差異：這種選擇作用在男性身上要比女性更弱。”雖然兩位并沒(méi)有完全解釋這一額外的差異，但他們提到了在1930年代首次提出的性別進(jìn)化理論：“在很多物種中，雌性只會(huì)生育有限數(shù)量的后代，而雄性可以是很多后代的父親，因此物種的存活依賴于能生育的雌性，而不是雄性。因此自然選擇作用對(duì)于只對(duì)雄性有害的基因更為‘寬容’?！?/p>

除了性器官，研究者還不出意料地在乳腺中發(fā)現(xiàn)了較多性別有關(guān)的基因，但其中有一半的基因都在男性體內(nèi)表達(dá)了。由于男性具有虛有其表的乳腺器官，研究者就推測(cè)某些基因可能抑制了泌乳。

還有一些不那么明顯的部位包括只在女性左心室中表達(dá)的基因。上述基因中有一種還與鈣吸收有關(guān)，在年輕女性中高度表達(dá)，但隨著年齡增長(zhǎng)急劇下降，研究者認(rèn)為這些基因在女性更年期之前都是活躍的，保護(hù)她們的心臟，但在該基因停止表達(dá)后會(huì)引起心臟病和骨質(zhì)疏松。還有其他主要在女性體內(nèi)表達(dá)的基因在大腦中活躍，雖然具體的功能尚不明確，科學(xué)家認(rèn)為也許可以保護(hù)神經(jīng)元免于帕金森綜合癥。該疾病在在男性中較為常見，并且更早發(fā)病。

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研究者還鑒定了在女性肝臟中表達(dá)的基因，可以調(diào)節(jié)藥物代謝，為男性和女性之間藥物處理的差異性提供了分子層面的證據(jù)。

Gershoni說(shuō)道：“基本的基因組在所有人中幾乎都是一樣的，但在不同個(gè)體中表達(dá)的程度卻有一定的區(qū)別。因此針對(duì)兩性差異，我們可以發(fā)現(xiàn)進(jìn)化通常發(fā)生在基因表達(dá)層面。矛盾的是，性別相關(guān)的基因是那些容易遺傳下去的有害變異，包括影響生育能力的。從這一點(diǎn)來(lái)看，男性和女性經(jīng)受的選擇壓力是不同的，至少某種程度上，人類進(jìn)化應(yīng)該可以被看作是共同演化。但這一研究還強(qiáng)調(diào)了需要更好地理解男性和女性致病基因或治療反應(yīng)基因的差異性?！?/p>

論文原文：DOI: 10.1186/s12915-017-0352-z

本文譯自 medicalxpress，由譯者 CliffBao 基于創(chuàng)作共用協(xié)議(BY-NC)發(fā)布。