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腾讯分分彩:进化如何塑造人类免疫系统

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  • 2023-03-30 07:18:03
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摘要: 参考消息网3月29日报道 据法国《回声报》网站2月3日报道,在青铜器时代伊始,基因发生了巨大的变化,使我们在免疫层面成为现在的我...

参考消息网3月29日报道 据法国《回声报》网站2月3日报道,在青铜器时代伊始,基因发生了巨大的变化,使我们在免疫层面成为现在的我们。法国的一项研究解释了原因和过程。

著名的俄裔美国遗传学家西奥多修斯·多布然斯基说过:“如果不从进化角度看,生物学没有任何意义。”由法兰西学院和巴斯德研究所教授路易·坎塔纳-米尔西领导的最新研究最近发表在《细胞基因组学》杂志上,很好地说明了这一格言。作为一门蓬勃发展的学科,古遗传学正成为我们最有效的追溯时间的机器之一,它为我们作为一个物种的起源提供了一个迷人的新视角,不过是通过我们的免疫系统这个特殊的“棱镜”。我们从这个角度来衡量所有相关性,因为我们要提醒的是,正如坎塔纳-米尔西强调的那样,“你和我,我们都是远古祖先的后代,他们从过去的大型流行病中幸存下来”。

我们的免疫系统是如何——也就是说在什么时候、由于哪些外因、朝着什么方向——进化,令我们成为今天的我们?这是一个庞大且棘手的问题,研究团队为此仔细梳理了2300名古代智人的基因组,并将他们的脱氧核糖核酸(DNA)与500名当今后代的DNA进行了比较。虽然研究的地理范围仅限于欧洲(这是这项研究的主要局限性),但其时间深度令人印象深刻:中石器时代、新石器时代、青铜器时代、铁器时代、中世纪和现代,所有这些时代都被这一史无前例的调查所覆盖。总而言之,这项研究用几页纸概括了我们的免疫防御机制在万年内的缓慢成熟过程。

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以色列内盖夫的一个洞穴内发现青铜时代晚期的陶器(法新社)

分析“频率轨迹”

研究的想法是,在古人类和现代人类的基因组群中,看看某一特定基因突变是否在某一时刻开始比以前更频繁地出现,或者趋于消失。研究的作者们对不少于130万种突变进行了“频率轨迹”分析。但是,要想保证研究可靠且可以支持重要的结论,就必须消除一切进化的纯粹随机部分,因为突变总是在这里或那里自发出现。坎塔纳-米尔西表示:“这种随机部分就是我们所说的‘遗传漂变’,我们使用的统计模型是为了纠正其影响而建立的。”

这项研究首先关注的是那些由于遗传漂变而在人群中“拖”了很长一段时间后,突然出现频率飙升的突变,这表明它们是“积极选择”的对象。研究人员在89个基因中找到了这样的突变。其中有一些是在预料之中的。6万年前,当狩猎者-采摘者们离开非洲的时候,他们中的一部分人来到了欧洲很北的纬度地区,他们的皮肤必须适应微弱的光照(否则他们的身体就无法产生足够的维生素D,从而有可能患上佝偻病):于是,透明皮肤基因被选中——我们变成了今天的面孔。同样地,在新石器革命为我们带来了农业和家畜驯化后,类似的积极选择推动了乳糖酶基因的进化,这种酶能将乳糖转化为葡萄糖:只有这样,我们才能开始大量饮用牛奶!

搜寻关键突变

这些因素此前都已为人所知。但在上述89个基因中,研究者们惊奇地发现其中大部分与我们的先天免疫系统有关。先天免疫系统是快速、全面的第一道防线,它动员能够识别并摧毁“非自我”因素(如病原体、病毒或细菌)的细胞,并在后天免疫系统(带有对过去所遭受攻击的记忆)之前发挥作用。所有这些基因的突变都经过了积极选择,因为它们让我们具有更强大的先天免疫系统,增强了我们对传染病的抵抗力。

值得注意的是,这些主要是为了更好地保护我们不受微生物侵害的“积极选择事件”大部分(80%)发生在4500年前的同一时期,也就是青铜器时代开始后不久,青铜器时代在欧洲的开端可以追溯到公元前2500年左右。也正是从冶金和青铜器时代之初的这一关键时期开始,出现了相反的现象。这也就是说,消极选择事件让我们摆脱不利的突变,后者在人群中的发生频率下降。那么都有哪些呢?正如人们所料,是那些会降低我们对同一些传染病的抵抗力的突变。

付出相应代价

从时间上说,这绝不是巧合。事实上,正是在这一时期,第三次人口大迁徙——以及随后的混合——造就了现代欧洲。在第一次与来自安纳托利亚(现土耳其)的农民混合的5000多年后,来自遥远的庞蒂克草原(位于现在的黑海以北)的游牧民族登陆欧洲。这些草原牧民属于鲜为人知的亚姆纳文化,人们认为他们带来了自己的民族语言,成为所有印欧语言的根源,在我们如今的基因组中留下了重要的印记。最重要的是,“他们的抵达所带来的人口爆炸让病原体的传播更成问题”,坎塔纳-米尔西指出。长期在人群中处于休眠状态的突变在那时成为生死攸关的问题,增强了我们对传染病的抵抗力或脆弱性,其中一些被强化,另一些被消灭。智人得以继续前行。

但这是要付出代价的。因为同一些突变在增强我们对传染病的抵抗力的同时,其中一些却增加了我们对另一种类型疾病的脆弱性,这类疾病被称为自身免疫性或炎症性疾病,如狼疮或类风湿关节炎。

这算有借必有还吗?不完全是,因为自身免疫性和炎症性疾病——它们是现代社会的主要灾害——所造成的死亡要比传染病少得多,或是慢得多。对于进化来说,重要的是让我们的祖先活得足够长,有时间繁衍后代。

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