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研究发现:远古时期的病毒大流行 尼安德特人的基因救过我们

2020
07/25
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张丹妮

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前瞻网
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【摘要】斯坦福大学的研究人员发现,在尼安德特人身上进化而来的DNA序列可以产生抗病毒蛋白质,这很可能给了某些人类种群生存所需的优势。详情如下:

研究发现:远古时期的病毒大流行 尼安德特人基因救过我们

  尼安德特人曾经和我们的祖先一起繁衍过,这已经不是什么秘密了。这种偶然的基因混合在许多现代人类中留下了遗产,他们仍然携带着尼安德特人的DNA。

  和尼安德特人交换DNA究竟给我们带来了什么好处?这一直是个谜。一项新的研究表明,当我们在全球各地扩散时,尼安德特人的基因帮助我们应对了病毒的入侵。

  斯坦福大学(Stanford University)的研究人员发现,在尼安德特人身上进化而来的DNA序列可以产生抗病毒蛋白质,这很可能给了某些人类种群生存所需的优势。

  现在亚利桑那大学的进化生物学家David Enard说:“对现代人类来说,从尼安德特人那里借用已经适应环境的基因防御系统比等待他们自己发展出适应性突变更划算,因为后者需要更多的时间。”

  这已经不是我们第一次发现与其他人类物种杂交可能有助于我们健康的线索了。几年前,同一个实验室追踪了另一组与免疫相关的基因,结果证实起源于尼安德特人,这为正在进行的这项研究奠定了基础。

  你可以说我们的曾曾祖父母和曾经居住在欧洲和亚洲的人类之间的关系是复杂的。

  我们知道,在我们共同的历史中至少有两次明显的基因库混合,只是这些基因如何在全球人口中传播还很难说。

  我们有大约1%的基因组编码是由尼安德特人提供的,但这只是一个宽泛的平均数——例如,许多非洲血统家庭中尼安德特人的基因比例为零,而其他人口中的尼安德特人基因则高达2%或更多。

  所以问题是,这种差异有多少是由于DNA在全球随机传播造成的?又有多少是由于自然选择赋予了尼安德特人基因优势而造成的?

  为了构建这样的案例,斯坦福大学的研究人员列出了一份由我们基因组制造的清单,里面有超过4500种会与病毒相互作用的蛋白(VIP, virus-interacting proteins)。

  这些基因与现代东亚和欧洲人的尼安德特人DNA数据库相匹配,发现了这两类人共有的152个重要基因。

  有趣的是,所有这些VIP基因都是与RNA病毒(包括甲型流感、丙型肝炎和艾滋病毒在内的病原体)相互作用的变种。

  这并不是说这些病毒在古代就会感染远古人类,而是说类似的RNA病毒很可能非常普遍,足以影响我们的进化。

  这一发现支持了被称为“解毒剂”模型的基因交换观点。

  当我们的祖先慢慢穿越亚洲大陆时,他们可能会偶尔遇到一些可能藏匿着各种新细菌的人类。

  如果你对西方世界殖民后掀起的流行病很熟悉,那么这些新的遭遇就是缩小版的流行病;对于新来者来说,缺乏进化的免疫力是潜在的灾难。

  然而,这种“毒药”也可能是一种解药——一旦这些小种群杂交,新的人类也会继承到进化来对抗这些特殊病原体的基因。

  Enard说:“现代人和尼安德特人的关系非常紧密,所以这些病毒的传播并没有遇到很大的基因障碍。”

  “但这种亲密关系也意味着尼安德特人可以把对这些病毒的保护传给我们。”

  随着时间的推移,一些用处不大的尼安德特人基因从我们的基因库中消失了,那些重要的基因就留在了我们的基因库中,帮助当地人口对付特定区域的RNA病毒。

  不同的基因可能与不同的病原体相互作用,这就解释了为什么相同种类的尼安德特人基因在欧洲和亚洲没有相同数量的发现。

  从这些基因回溯,科学家们甚至有可能发现曾经困扰尼安德特人的病毒——就像用化石脚印作为灭绝动物的迹象一样。

  Enard说:“我们的方法同样也是间接的:因为我们知道哪些基因与哪些病毒相互作用,我们可以推断出导致古代疾病爆发的病毒类型。”

  这项研究发表在《细胞》杂志上。

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