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被遗漏的Y染色体
2001年，人类基因组工作草图发布，为我们对人类生物学和疾病基因组基础的理解铺平了道路。自那之后，我们迈入了基因组学的时代。
不过，这个人类基因组的首个版本中充满了各种“空缺”。由于技术的限制，还有一部分基因组没有被测序，并且还存在一些序列信息不准确的问题。在过去20多年里，在无数科学家的不懈努力努力之下，我们对人类基因组的了解已经逐渐完善。
其实，想要“从头到尾”地对基因组进行测序是件非常具有挑战的任务，因为基因组中存在大量重复序列。人类所拥有的约2万个基因，只占了整个基因组的2%，剩下的98%基本上都是由这些重复序列家族组成的。此外，在测序过程中，从细胞中提取出来的DNA会被“切碎”，即使是使用最好的测序设备，一次也只能处理较小的DNA片段。科学家必须依靠特殊的软件，将测序片段像拼图一样按正确顺序拼凑起来。
2022年3月末，《科学》杂志上刊登了6篇论文，介绍了由一个名为“端粒到端粒（T2T）联盟”的科学家团队通过使用新的测序技术，破解了人类基因组中此前无法破译的区域，产生了当时最完整的参考基因组（详见《AGTCAGTGATATGGAACCTA》）。在那项成果中，他们成功地在人类基因组中增加了大约2亿个碱基，解码了从1号到22号染色体上的大部分空缺，而唯一被遗漏的，是人类所有染色体中最小的一条——Y染色体。
解码T2T-Y
每个人的细胞中都有23对染色体，其中22对常染色体（1~22）和1对性染色体，共46条。大多数女性的染色体构型都是46XX——第23号染色体是由两个X染色体组成的；大多数男性具有46XY染色体构型——第23号染色体是由X染色体和Y染色体组成的。
只存在于男性体内的Y染色体包含负责男性性器官发育的基因，尤其是主基因SRY，它能触发一系列事件，最终将最初未分化的性腺转化为睾丸，也就是产生精子的器官。在缺乏SRY基因的女性体内，这个原始性腺最终会发育成卵巢，也就是产生卵子的地方。
作为一条专属于男性的染色体，Y染色体非常复杂，它含有大量重复序列和异染色质部分。如果用拼图来做类比，那么就是Y染色体的大部分看起来就像是相同的背景，看起来都很相似。
在一项最新发表于《自然》杂志的研究中，T2T联盟成功地解决了阻碍完成Y染色体测序的技术问题。他们在论文中详细描述了他们如何新项技术的帮助下，将人类基因组的总长度增加了3000万个碱基，使得现在的总长度达到32.3亿个碱基。此外，在此过程中，他们还发现了40个此前未知的蛋白质编码基因。
除了完整的Y染色体序列外，《自然》杂志还刊登了另一项与之相关的研究。在那项研究中，科学家分析了来自43个没有亲缘关系的男性的Y染色体序列，这43条Y染色体跨越了182900年的人类进化。
分析结果显示，这些Y染色体在大小和结构上具有显著差异，长度从4520万到8490万个碱基对不等，并且其中还存在大的序列倒置，即DNA片段被翻转并反向插入。
研究人员将新的完整的Y染色体序列命名为T2T-Y。
一直以来，人们都不甚了解Y染色体对男性健康的影响。最近的一些研究表明，Y染色体与男性结直肠癌和膀胱癌的侵袭性特征有关（详见）。
就在大约一年前，在另一项科学突破中，科学家将许多男性的部分细胞中的Y染色体缺失，与男性的寿命比女性更短联系起来（详见《年纪大了，Y染色体丢了……》）。很明显，还有更多有价值的信息就隐藏在Y染色体中。
新的研究成果让我们对Y染色体有了更多的了解，大大增加了我们对人类DNA的认识，解决了我们尚未发现的关于我们基因组中最小的但又最复杂的染色体的问题。
#创作团队：
撰文：糖兽
排版：雯雯
#参考来源：
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06457-y
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06425-6
https://www.jax.org/news-and-insights/2023/August/insights-from-fully-sequencing-43-human-y-chromosomes
https://theconversation.com/scientists-find-the-last-remnants-of-the-human-genome-that-were-missing-in-the-y-chromosome-212141
https://www.nist.gov/news-events/news/2023/08/researchers-fully-sequence-y-chromosome-first-time
#图片来源：
封面图：Ernesto del Aguila III, NHGRI
首图：N. Hanacek/NIST
来源：https://view.inews.qq.com/k/20230824A093S200
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