人类的每个细胞中通常都有一对性染色体。内森·德弗里/阿拉米库存照片
科学家首次对 Y 染色体进行了完整测序，揭示了可能对男性不育和其他健康问题的研究产生影响的信息。
第一次尝试确定我们遗传密码的组成部分是在 20 年前，但所有 23 对人类染色体的序列仍然存在显着的空白。去年，一个由 100 名科学家组成的国际组织“端粒到端粒 (T2T) 联盟” 基本上填补了这些空白。
然而，Y 染色体（46 条人类染色体中最小且最复杂的染色体）内超过一半的序列仍然未知。现在，同一组研究人员填补了缺失的信息，周三在《自然》杂志上发表了完整的 Y 染色体序列。
“就在几年前，人类 Y 染色体的一半缺失（参考文献中），”该论文的共同主要作者、加州大学圣克鲁斯分校生物分子工程博士后学者 Monika Cechova 在一篇文章中说道。
“当时我们甚至不知道它是否可以被测序，这太令人困惑了，”Cechova 补充道。“这确实是一个巨大的转变。”
Y染色体可以透露什么
人类的每个细胞中通常都有一对性染色体。出生时被指定为男性的人有一条 X 和一条 Y 染色体，而出生时被指定为女性的人有两条 X 染色体。
新的 Y 参考序列提供的更详细信息将使研究与染色体相关的状况和疾病变得更加容易，例如导致不育的精子生成不足。
弗吉尼亚大学医学院生物化学和分子遗传学教授肯尼思·沃尔什 (Kenneth Walsh) 表示，最近的研究表明 Y 染色体对健康和长寿也很重要，他没有参与这项新研究。
沃尔什在电子邮件中说：“在 Y 染色体上发现的基因已被证明是预防癌症和心血管疾病所必需的。”
“Y 染色体代表了基因组的‘暗物质’，”他补充道。“这项新分析将使我们能够更好地了解 Y 染色体上具有调节功能并可能编码 mRNA 和蛋白质的区域。”
随着年龄的增长，许多人的某些细胞中的 Y 染色体开始丢失，特别是那些快速更新的细胞，例如血细胞。
科学家们从未完全理解为什么会发生这种情况以及它可能对人的健康产生的影响，尽管最近的两篇科学论文将这种现象与膀胱癌严重程度增加和心脏病风险增加联系起来。拥有完整的 Y 染色体遗传参考可能有助于科学家和医生进一步探索这种潜在的联系。
沃尔什说：“这些论文可能只是了解 Y 染色体在与年龄相关的疾病中的作用方面的冰山一角。”他补充说，Y 染色体的缺失可能部分解释了男性寿命较短的原因。（沃尔什说，在西方工业化国家，男性的寿命比女性短大约六年。）
“然而，人们质疑Y染色体的缺失是否是生物衰老的生物标志物，或者Y染色体的缺失是否对男性的健康有直接影响，”他说。“最近的研究提供了强有力的证据表明效果是直接的。”
Y染色体异常重复
Y染色体是一个特别难以破解的难题，因为它异常重复。
DNA 的四个字母或组成部分——腺嘌呤 (A)、胞嘧啶 (C)、鸟嘌呤 (G) 和胸腺嘧啶 (T)——形成特定的对，以双螺旋形状结合在一起。染色体是由 DNA 组成的线状结构。
虽然所有人类染色体都含有重复序列，但 Y 染色体的 6250 万个字母中有超过 3000 万个字母是重复序列，有时称为卫星 DNA 或垃圾 DNA。 Y 染色体 还包含回文——前后相同的字母序列，就像雷达一样。
“（Y 染色体）不仅是最小的，而且也是最复杂的，因此它具有最高数量的重复 DNA，就像重复多次、很多很多次的 DNA 片段，有时是串联的，有时是串联的。它们可以与独特的序列交织在一起，”Cechova 说。
根据国家人类基因组研究所的说法，重复的 DNA 使事情变得复杂，因为从基因测序中组装数据有点像试图阅读一本切成条的长书。
“如果书中的所有行都是唯一的，那么更容易确定行的顺序。但是，如果同一个句子重复数千或数百万次，则条带的原始顺序就不太清楚了，”该研究所，该公司为 T2T 联盟提供资金，在新闻稿中指出。
就 Y 染色体而言，就好像书的一半长度都重复了同样的几句话。
得益于新的“长读”测序技术和计算方法，研究人员能够实现 Y 染色体的完整读取，这些技术和计算方法可以处理重复序列并将原始数据转化为可用资源。
完整的 Y 染色体向人类参考基因组添加了超过 3000 万个碱基对（重复序列）。
今年早些时候，研究人员编制了一个“泛基因组”，其中包含了几乎每个大陆的数十人的 DNA，本质上是更新了人类基因组，使其更加公平和包容。
在周三发表在同一期刊上的配套研究中，一个 科学家合作小组组装了来自 21 个世界人口的 43 名男性个体的 Y 染色体，以捕获 Y 染色体的遗传变异。
随附研究论文的资深作者、杰克逊基因组医学实验室教授兼研究主任查尔斯·李 (Charles Lee) 在一份声明中表示：“不断出现的研究表明，适当的 Y 染色体基因功能对于男性的整体健康极其重要。” 。
“我们的研究使得在对男性基因组进行测序以了解健康和疾病时将完整的 Y 染色体纳入所有未来的研究中。”
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