BMC Biol：男人和女人的差异在哪里？6500个基因解释差异所在！

图片摘自：Weizmann Institute of Science

男性和女性在很多方面表现不一样，比如特定疾病的流行率以及对药物的反应等，那么这种现象和性别到底有什么关系？近日一项刊登在国际杂志BMC Biology上的研究报告中，来自魏茨曼科学研究学院的研究人员通过研究发现在男性和女性机体之间存在数千个基因表达的差异，研究结果表明，特殊基因的有害突变或许会以相对较高的频率在某些人群中进行积累，而本文研究也对此进行了解释，同时研究者还对所发现的差异基因进行了图谱绘制，阐明了男性和女性之间经历着彼此分离但却又互联的一种进化模式。

很多年以前，研究者Shmuel Pietrokovski等人就想知道为何特定人类疾病的流行是常见的，尤其是大约15%的想生小孩儿夫妇实际上是不育的，这或许就说明，损伤机体生育力的突变或许分布比较广泛，这看似比较矛盾，传统认知告诉我们这些突变会直接通过降低后代的数量来影响物种的生存，而这些突变会随着自然进化被快速淘汰，但研究者发现，对精子形成具有特异性的基因的突变会精确地持续下去，因为这些基因仅在男性机体中进行表达，而且这些突变在近乎一半的人群中都是有问题的。

当前研究中，研究者对那些对生育力无必要的基因也进行了扩展性的分析，这些基因在两性之间表达不同。为了鉴别这些基因，研究者开启了GTEx计划，这项研究计划中研究者对大约550名研究对象机体中多个器官和组织的基因表达进行了大量深入研究，同时研究者还首次对人类性别差异的遗传架构进行了全面的图普绘制。研究人员对大约2万个蛋白编码基因进行研究，根据性别和其在组织中表达的差异对基因进行分类，最终鉴别出了6500个具有活性的基因，这些基因的活性偏向于某一个性别或至少某一个组织，比如相对于女性的皮肤而言，一些基因在男性皮肤中处于高度表达的状态，而且这些基因或许也和体毛的生长有关，研究者发现，负责肌肉构建的基因在男性中表达水平较高，而负责脂肪储存的基因却在女性机体中表达水平较高。

随后研究者对基因积累突变的倾向进行了研究来分析自然选择会对男性或女性具有特异性的基因产生什么样的压力？也就是说，在人群中有害的突变会被淘汰掉还是留下来，研究者发现，自然选择的效率在很多基因中似乎非常薄弱，一个基因对于一个性别越特殊，那么其被选择的可能性就越低，但是有一个区别，这种选择在男性机体中比较薄弱一点。尽管研究者并不能对其它差异进行完全的解释，但研究者指出了20世纪30年代科学家首次提出的一种性别进化的理论，在很多物种中，雌性往往会产生有限数量的后代，但雄性却可以产生大量的后代（精子和卵子），因此物种的生存或许会更多依赖于群体中更多有活力的雌性，因此自然选择或许会对雄性有害的基因表现出“把关不严的态度”。

除了性器官外，研究者还在乳腺中发现了很多性别相关的基因，但这并不奇怪，有大约一半的基因都会在男性体内表达；同时研究人员还发现了仅能在女性左心室中表达的一些基因，这些基因和钙质摄入直接相关，其中有一个基因在年轻女性中表达水平较高，但随着年龄增长其表达水平会明显下降，科学家们认为，直到绝经期前这些基因都是具有活性的，其会保护心脏的功能，但当年龄增长后这些基因表达就会被关闭，从而引发老年人发生心脏病及骨质疏松症；另外一个主要在女性机体中表达的基因在大脑中处于活性状态，尽管目前研究者并不清楚该基因的具体功能，但他们认为，该基因能够保护个体免于帕金森疾病；研究者还在女性肝脏中鉴别出了能够调节药物代谢的基因，这或许就为解释男性和女性在药物处理上的差异提供了分子证据。

研究者表示，在所有人群中基本的基因组都是近乎一样的，但其在机体不同位置以及不同个体中往往会出现基因利用上的差异，因此当提及两性之间的差异时，我们往往能够发现进化通常会在基因表达的水平上发挥作用；性别相关联的基因就是那些很有可能遗传下去的有害突变，其中包括影响机体生育力的突变等；从当前的研究来看，男性和女性经历着不同的选择性压力，人类的进化被认为是一种共同进化，但本文研究同时也强调研究者们还需要理解男性和女性之间在诱发疾病或对疗法产生反应的基因之间的差异性。

最后研究者Shmuel Pietrokovski表示，后期他们还需要进行更为深入的研究来获取更多的研究结果，从而为理解某些人类疾病的发病机制，以及开发治疗多种疾病的新型疗法提供希望。