X染色体让男性更Man

2012-03-28 16:00 · Guy

人们常会将X染色体与 “女”的特质联系在一起,而说起Y染色体,则总会往男性的方向想。不过,实际上X、Y染色体对动物行为的影响,远不像贴个男或者女的标签那么简单。在最近发表的一项研究中,科学家们就发现多了一条X染色体的小鼠,在性方面更加勇猛精进而不是畏畏缩缩。

导读:人们常会将X染色体与 “女”的特质联系在一起,而说起Y染色体,则总会往男性的方向想。不过,实际上X、Y染色体对动物行为的影响,远不像贴个男或者女的标签那么简单。在最近发表的一项研究中,科学家们就发现多了一条X染色体的小鼠,在性方面更加勇猛精进而不是畏畏缩缩。

图片来自 www.telegraph.co.uk

女性的性染色体是XX,而男性的性染色体是XY,有些许生物学知识的人都知道这一点。与拥有近千个基因的X染色体相比,只有86个基因的Y染色体简直是小得可怜。虽然数量少,但是在Y染色体这些硕果仅存的基因中, 一个叫做SRY的基因却起到了特别重要的作用——它促进睾丸发育,从而决定性别。睾丸所产生的睾酮是男女有别的原因之一。“嘴上无毛,办事不牢”,诸位男同胞做事得以让人信任的嘴上之毛,正是拜睾酮所赐。除了第二性征之外,睾酮还与男性的性欲、侵略性等行为有所挂钩。如此看来,称男人为下半身思考的动物其实并不为过。而所谓的男权社会,也不过是Y权社会罢了。

然而不久前,来自弗吉尼亚大学医学院(University of Virginia School of Medicine)的艾米莉•丽诗曼教授(Dr. Emilie Rissman,嗯。你猜得没错,是一名女性)向这个以Y为本的社会开了炮。让我们先读一下她在2012年发表在《荷尔蒙与行为》( Hormone and Behavior )杂志上的论文标题——《X染色体的数量影响雄性的性行为》[1]。可以想象在阅读到这里时,所有的女同胞优越感油然而生,而男同胞则菊花一紧。什么?男性的行为开始和X染色体有关了?还让不让人用下半身思考了?不要着急,在感叹X染色体的逆袭之前,不妨先让我们去看看那篇论文里的实验吧。

特殊的小鼠

在介绍实验之前,先让我们看一下实验用的小鼠吧——在这次实验中,它们起到了至关重要的作用。论文中提到的第一种小鼠叫FCG小鼠。与正常的小鼠不同,FCG小鼠Y染色体上的SRY基因被敲除。同时,通过转基因的方法,科学家又在一些这种小鼠的体染色体里重新插入了 Sry 基因。在有 Sry 基因存在的情况下,无论这些小鼠有没有Y染色体,它们的睾丸都会发育,从而长成雄鼠的模样。反之,在没有 Sry 基因的情况下,即便这些小鼠有Y染色体,睾丸也不会发育。

第二种小鼠叫Y*。这种小鼠的Y染色体天生带有染色体易位的突变。它们的生殖细胞中,部分X染色体可以和这个突变的Y*染色体发生重组,从而产生几种特殊的性染色体。视它们互相排列组合的情况,后代的雄性可能会拥有两条X染色体。

图1. 实验中小鼠的名称和其对应的染色体组成。第一列中的X和Y代表性染色体的类别,1X和2X代表X染色体的数量。M和F分别代表雄性(MALE)和雌性(FEMALE);第二列中Y—代表移除了Sry基因的Y染色体,Sry代表是否含有体染色体的Sry基因。XY*代表连有重组Y*染色体片段的X染色体,Y*X代表重组后剩下的Y*染色体 [1]。

X染色体让小鼠的行为更man

为了让实验结果少受激素的影响,所有的小鼠都被摘除了睾丸和卵巢,并在体内植入一定量的睾酮晶体以供正常生理活动之用。为了记录这些雄性小鼠的性行为变化,研究人员每一周都会提供发情的雌鼠供这些小鼠交配。这些交配行为被摄像机记录下之后(传说中的鼠片么……),交由一个不知道小鼠基因型的观察者记录每次雄鼠骑跨,开始抽动,以及射精发生的时间。

通过对记录的分析,丽诗曼教授和她的团队们发现在FCG雄性小鼠初次抽动之后,带有两条X染色体的小鼠(XXM)仅花了14.2分钟就有一半完成了射精。相比之下,想让一半只带有一条X染色体的小鼠 完成射精,则需要花去37.6分钟的时间。换而言之,有两条X染色体的小鼠“看上去”更为饥渴。

丽诗曼教授并没有简单地把这种行为直接和X染色体的数量联系在一起,而是提了一个背后可能隐藏的问题:这种射精时间上的区别,究竟是由于XXM小鼠有两条X染色体所引起的呢?还是由于XYM小鼠有一条Y染色体所引起的呢?为了区分这两种可能性,丽诗曼的研究组用到了第二种小鼠——Y*小鼠。

在Y*小鼠中,无论是1XM雄性小鼠还是2XM雄性小鼠,都在大约35分钟的时候达到了一半射精率(35.5分钟 VS 35.2分钟)。这个结果说明雄性性行为的差异是由Y染色体所引起的吗?且慢!细心的研究员观察到,带有两条X染色体的Y*雄性小鼠射精更为频繁——在所有的4次实验中,2XM小鼠射精的比例[G4]要明显大于1XM小鼠。

图2. X染色体数量与雄性行为的关系。a. FCG小鼠达到50%射精率所占用的时间。b. Y*小鼠重复射精的比例 (改自论文原文)。

除了雄性的行为之外,丽诗曼发现X染色体的数量也能改变雌性的行为。在睾酮的作用下,无论是FCG雌性小鼠还是Y*雌性小鼠都表现出了类似于雄性的交配行为(骑跨和抽动),而具有两条X染色体的雌性小鼠在骑跨的次数以抽动次数上都明显多于只有一条X染色体的雌性小鼠。

谨慎的讨论

丽诗曼教授在研究结果中大胆地把X染色体数量与充满男人味儿的行为联系在了一起,而她在论文后的讨论中却展现出了更多的谨慎。首先她讨论了自己实验的可信度:虽然研究对象都是去势后人工添加睾酮的小鼠,但它们体内的雄激素水平都很稳定;为了排除性激素作用途径中其他因素产生影响,她检测了性激素受体的表达量,并发现它们没有什么改变。

然而丽诗曼教授并不是说Y染色体和男性的行为完全无关。如果把FCG和Y*小鼠的数据放一起看的话,会发现含有Y染色体的(XYM,1XM,2XM)的小鼠完成50%射精率的时间都在35分钟左右。对此她也承认缺乏Y染色体表达的基因可能导致XYM的FCG小鼠更快的射精。此外,在其他的一些实验中,她也不能解释为什么只有带有Y染色体的小鼠展现出对自己领地的保卫行为,而显露这种攻击性的时间并不会因为X染色体的数量发生明显改变。

如果X染色体的数量真的和典型的雄性行为有挂钩的话,这又是为什么呢?丽诗曼教授猜测说在正常的生物中,雄性和雌性的雄激素水平是有差异的。为了弥补这些差异,X染色体上的一些基因可能会通过控制行为以起到“补偿”的作用。

如果你的某位男性朋友平时的作风比较娘炮,可不要再随便说他多了一条X染色体了哟~

参考资料:

[1] Bonthuis, P.J., et al., X-chromosome dosage affects male sexual behavior, Horm. Behav. (2012), doi:10.1016/j.yhbeh.2012.02.003

[2] Effects of sex chromosome aneuploidy on male sexual behavior

关键词: 男性 染色体