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因為少了一個氧原子,XY 發(fā)育成了女孩子,部分人還會生孩子

把科學(xué)帶回家 2023/1/13 13:29:08 責(zé)編:夢澤

美國女孩 Jeanne Nollman 原本和親妹妹沒有什么不同,她們都很漂亮,也都想得到男同學(xué)的注意。不過到了 13 歲的時候,她發(fā)現(xiàn)自己不但和妹妹不一樣,和其他女同學(xué)也有明顯差別。

Jeanne Nollman (圖片來源:twitter.com/ jeannenollman)

最大的差別就是,11 歲的妹妹還有班上的不少女同學(xué)都已經(jīng)開始發(fā)育,而自己則遲遲沒有動靜。因為又高又瘦又平而且還有肌肉的身材,她常常被同學(xué)嘲笑。

青少年時期的 Jeanne Nollman(左 1)和家人(圖片來源:Mystery Diagnosis)

到了 16 歲,她還是沒有來例假。這時她開始著急了。醫(yī)生給她做了各種檢查,發(fā)現(xiàn)她不但沒有發(fā)育,還有一個需要摘除的“卵巢”。

醫(yī)生說,她的“卵巢”雖然沒有發(fā)育,但有很高的患癌風(fēng)險,因此需要摘除。Nollman 并不理解為什么自己的卵巢沒有發(fā)育,也不理解為什么沒有發(fā)育的卵巢需要摘除。多年后她才知道,原來醫(yī)生向她隱瞞了她實際上是 XY 的事實。

許多人認(rèn)為,如果你帶有 XY 染色體,你就一定是男生,反之如果你是 XX,你就一定是女生。可是生物學(xué)并不那么一刀切。一些 XY 其實是女生。

(圖片來源:wikimedia)

斯威爾癥候群(Swyer Syndrome)就是這種情況。

斯威爾癥候群患者的第 23 對染色體是 XY,也就是說從染色體來看他們應(yīng)該是男性。可是,他們卻有女性的身體,而且大部分人也覺得自己是女性。

XY 咋還能變性成女孩子呢?

事情要從弱小無助的 Y 染色體說起。

X 和 Y 染色體的對比(圖片來源:wikimedia)

和 X 染色體以及其他常染色體相比,Y 染色體真的太短了,上面承載不了多少需要傳承的遺傳信息。

人類的 Y 染色體雖短,但也不是完全沒用,能決定生男生女的基因就在 Y 染色體上。在人類,還有幾乎所有哺乳動物的 Y 染色體上有一個區(qū)域能夠決定胎兒的性別,它就是性別決定域 Y 蛋白(SRY)基因。

SRY 基因位于 Y 染色體上(圖片來源:wikimedia)

不過,SRY 也不是一受精就出來干活的,它要等到胚胎長出了乳頭和乳腺之后才會上線。

實際上,所有胚胎一開始都是女性,男女分化是在胚胎發(fā)育的第 2 個月開始的,這也是為什么男孩子也有胸部 —— 乳頭和乳腺在性別分化前就長出來了。

6 周后,男女胚胎才開始分化,而這其中最重要的角色之一就是 Y 染色體上的 SRY。SRY 能夠促使胚胎長出睪丸和其他第一性征。

不過,SRY 要是出問題,胚胎就不會有蛋蛋。沒有蛋蛋也就不會出現(xiàn)睪酮,也就不會有男性生殖腺產(chǎn)生,胚胎就會按照默認(rèn)的女生版本繼續(xù)發(fā)育下去,繼續(xù)長出子宮和產(chǎn)道,這就是斯威爾癥候群患者為何看起來是女生的原因。

美國女演員和導(dǎo)演 Arisleyda Dilone 是公開的斯威爾癥候群患者(圖片來源:wikipedia)

不過,斯威爾癥候群患者的子宮終究是辜負(fù)了。

因為 XY 畢竟和雌性身體硬件不兼容,這種 XY 版本的女生中的大多數(shù)沒有可用的卵巢,因此不會產(chǎn)生雌激素,不會經(jīng)歷青春期發(fā)育,也就不會出現(xiàn)第二性征。

換句話說,大多數(shù)斯威爾癥候群患者既不來月經(jīng)也沒有辦法生孩子。即使到了青春期,患者也會繼續(xù)保持幼女的形態(tài)。這就是困擾 Nollman 的問題根源。

(圖片來源:pexels)

這種不兼容的染色體還會對患者造成致命傷害。

實際上,斯威爾癥候群患者的性腺常常是條索狀的,很容易長腫瘤,因此確診后她們的性腺常常被摘除,然后需要終身服用激素。

那么,究竟是什么導(dǎo)致斯威爾癥候群患者的 Y 染色體失去了原本的功能呢?

最近的一項新研究揭開了背后的一種機(jī)制。

簡而言之,部分斯威爾癥候群患者發(fā)育不成普通男性是因為差了一個氧原子。

印第安納大學(xué)醫(yī)學(xué)院的遺傳學(xué)研究者 Michael Weiss 的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),一些斯威爾癥候群患者 Y 染色體上 SRY 基因的有個片段出現(xiàn)了突變,這就導(dǎo)致 SRY 原本應(yīng)該表達(dá)出來的酪氨酸變成了苯丙氨酸,而酪氨酸和苯丙氨酸只差一個氧原子,而正是這個氧原子讓 XY 變不成男生。

(圖片來源:scitechdaily)

具體來說,這個酪氨酸雖然不直接參與“男性化”的過程,但是卻起到了 DNA 夾子的功能,可以延長轉(zhuǎn)錄(讀取和表達(dá) DNA)的時間,也就是延長“男性化”的時間。

實際上,所有哺乳動物都有這個“夾子”,在某些和哺乳動物親緣關(guān)系較近的動物中也有這種機(jī)制,可見這個“夾子”是非常古老且重要的。

但是,如果把酪氨酸換成其他氨基酸,“夾子”就失效了,DNA 的轉(zhuǎn)錄(讀取)就可能會出問題,這就會導(dǎo)致 XY 變不成男生。

DNA 類似于人體組裝說明書,要經(jīng)過復(fù)雜的讀?。ㄞD(zhuǎn)錄)過程才會制造出“你”,這個過程中一些零部件(蛋白質(zhì))先被制造出來,然后進(jìn)一步參與你的制造和組裝過程,SRY 上編碼的酪氨酸就是這種情況。(圖片來源:quizziz)

剛才說到“一些”斯威爾癥候群患者,這是因為一部分斯威爾癥候群患者的 Y 染色體遺傳自父“母”,而另一些則是來自突變。而上述研究中差了一個氧原子的 Y 染色體是通過遺傳獲得的。

波蘭裔美國奧林匹克運動員 Stanis?awa Walasiewicz 死后的基因檢測證實她是一位斯威爾癥候群患者(圖片來源:wikipedia)

看到遺傳自父“母”,你可能驚了,怎么 Y 染色體還可能來自媽媽嗎?

是的,醫(yī)學(xué)上就有這樣的“奇跡”。

雖然大部分斯威爾癥候群患者由于沒有成熟卵巢而沒有生育能力,但是在醫(yī)學(xué)記錄中有一位斯威爾癥候群患者自然受孕,且產(chǎn)下了一名嬰兒。而在“她”的“女兒”被查出患有斯威爾癥候群之前,“她”一直沒有發(fā)現(xiàn)自己的性染色體是 XY。

2008 年,研究者們在《臨床內(nèi)分泌與代謝雜志》(Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism)上首次報告了這種斯威爾癥候群患者生孩子的案例。

(圖片來源:pexels)

研究者們發(fā)現(xiàn),這位克羅地亞母親居然有卵巢,這就能解釋她為何能生育。

不過,她的卵巢非常奇特,其中 93% 的細(xì)胞性染色體是 XY,6% 的只有一條 X 染色體,只有 1% 不到的是 XX。換言之,她不僅是斯威爾癥候群患者,還是個不同細(xì)胞攜帶不同染色體的奇美拉(嵌合體)人。

研究者們經(jīng)過調(diào)查后發(fā)現(xiàn),這個母親的家族里出現(xiàn)了許多沒有顯著第二性征而且不育的女孩,也就是說她的斯威爾癥候群來自遺傳。

更離奇的是,這位母親不但看起來是正常女性,而且也經(jīng)歷了正常的更年期。不過她的女兒就是比較典型的斯威爾癥候群患者了。和文頭提到的 Nollman 類似,這個 17 歲的女孩特別高瘦,181 厘米的個子體重只有 68 千克。

這個罕見案例說明,斯威爾癥候群也有母系家族遺傳的情況。

實際上,我國也曾發(fā)現(xiàn)類似的斯威爾癥候群家族。北京市腫瘤研究所的研究者鄂征和同事曾經(jīng)報道過,一家 8 姐妹中 5 人確診為斯威爾癥候群的情況,而 8 姐妹中的一半都患有類似的腫瘤。

而由于哺乳動物都有 SRY,不僅是人類,一些動物也有 XY 生孩子的情況,比如 XY 的母馬和母小鼠。

(圖片來源:wikimedia)

當(dāng)然了放眼整個人類社會,XY 是女孩子的可能性并不高。根據(jù)匹茲堡大學(xué)研究者 Selma Feldman Witchel 的一篇綜述性文章,大約每 10 萬名女性中只有 1 人患有斯威爾癥候群。

不過這并不意味著人類可以放松警惕,實際上人類還有其他哺乳動物的 Y 染色體一直在慢慢崩壞。

Weiss 表示,從演化的角度來看,所有動物的性染色體會隨著時間退化,氧原子缺失導(dǎo)致的斯威爾癥候群就是個危險的實例。

總之,要成為真男人是很困難的,連演化都在暗中使絆子啊。

別問為何男生也有胸部,那或許是基因留的后路。

參考資料:

  • https://docs.qq.com/doc/DVHhKcVhDa1hxaFVC

本文來自微信公眾號:把科學(xué)帶回家 (ID:steamforkids),作者:萬物,撰文:七君

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