一个国际研究小组制作了第一个真正完整的人类Y染色体序列，该序列最终被完全测序。新的序列占据了Y染色体长度的50%以上...一个国际研究小组生成了第一个真正完整的人类Y染色体序列，最终被完全测序。新序列填补了Y染色体长度超过50%的空白，揭示了影响生育力的重要基因组特征，如精子产生的因素。这项研究由美国国立卫生研究院下属的国家人类基因组研究所(NHGRI)资助的研究小组端粒对端粒(T2T)联盟领导，并发表在《今日自然》(Nature today)杂志上。

完整的Y染色体序列也揭示了医学相关区域的重要特征。Y染色体的一个这样的部分被称为无精子因子区，这是一段包含几个已知与精子生成有关的基因的DNA。利用新完成的序列，研究人员研究了一组反向重复序列或& ldquo回文& rdquo的结构。

NHGRI的科学家、《自然》杂志的第一位作者阿朗·雷伊博士说:这个结构非常重要，因为这些回文有时会产生DNA环。& rdquo& ldquo有时，这些环会在基因组中被意外剪切和删除。& rdquo

众所周知，无精子因子区域的缺失会破坏精子的产生，所以这些回文可能会影响生育能力。有了完整的Y染色体序列，研究人员现在可以更准确地分析这些缺失及其对精子生成的影响。

其他具有潜在医学相关性的区域包含重复基因。人类基因组中的大多数基因都有两个副本，每个副本都是从父母那里遗传来的。然而，一些基因沿着DNA片段有许多重复的拷贝，有时被称为& ldquo基因阵列& rdquo。

研究人员重点关注TSPY，另一种被认为与精子生成有关的基因。TSPY的一个拷贝被组织在人类基因组的第一个基因阵列中。像其他重复区域一样，重复基因的分析具有挑战性，因此尽管已知TSPY的许多重复拷贝，但阵列的特定DNA序列和组织结构是以前未知的。当研究人员分析这一区域时，他们发现不同的个体含有10到40个TSPY的拷贝。

& ldquo当你发现从未见过的突变时，我们总是希望这些基因组突变对于理解人类健康非常重要。& rdquo菲利普博士说。& ldquo医学相关的基因组变异可以帮助我们在未来设计更好的诊断方法。& rdquo

y染色体和X染色体经常被讨论，因为它们在性发育中的作用。虽然这些染色体起着核心作用，但与人类性发育相关的因素遍布基因组，非常复杂，导致了在男性、女性和双性恋个体中发现的一系列人类性别特征。这些范畴不等于性别，性别是一个社会范畴。此外，最近的研究表明，Y染色体上的基因有助于人类生物学的其他方面，如癌症风险和严重性。

20年前，当研究人员完成第一次人类基因组测序时，所有24条染色体都留有缺口。然而，与其余基因组序列分散的小缺口(去年T2T联盟填补的缺口)不同，Y染色体序列的一半以上仍然是一个谜。

所有的染色体都有一些重复区域，但是Y染色体的异常重复使得它的序列特别难以完成。组装测序数据就像试图阅读一本被剪成条状的长书。如果书中的所有行都是唯一的，那么确定行的顺序就更容易了。然而，如果同一个句子重复了数千或数百万次，波段的原始顺序就不清楚了。虽然所有人类染色体都含有重复序列，但Y染色体上约有3000万个字母是重复序列。好像这本书一半的篇幅都在重复同样的话。

为了解决人类基因组中最重复的片段，T2T联盟应用了新的DNA测序技术和序列组装方法，以及从为其他23条人类染色体生成第一个无缝序列中获得的知识。

& ldquo最让人吃惊的是重复的组织，& rdquoNHGRI的高级研究员、该联盟的领导人亚当·菲利普(Adam Phillippy)博士说。& ldquo我们不知道缺失的序列是由什么组成的。这可能非常令人困惑，但恰恰相反，近一半的染色体是由两个特定重复序列的交替块组成的，这两个特定重复序列被称为卫星DNA。它像被子一样形成美丽的图案。& rdquo

除了完整的Y染色体序列，NHGRI资助的人类基因组结构变异联盟还报告了43种不同的人类Y染色体序列，这些序列也发表在同一期《今日自然》杂志上。这些进展补充了T2T联盟2022年公布的无间隙人类基因组序列和& ldquo由NHGRI资助的人类泛基因组参考联盟于2023年5月出版。泛基因组& rdquo。通过这些成果，科学家可以获得丰富的新基因组学资源，以解开人类生物学之谜，并为基因组医学的未来铺平道路。