科學也可以如此靠近

人類未來會越來越長壽嗎?

1月
01
2018

2018年1月01日20時 今日科學 中科院物理所

中科院物理所

原文以Massive genetic study shows how humans are evolving為標題

發布在2017年9月6日的《自然》新聞上

原文作者:Bruno Martin

對215,000個人的DNA分析表明,會縮短壽命的遺傳變異正在被淘汰。

一項旨在弄清人類基因組演化過程的大型遺傳學研究表明,自然選擇正在淘汰會縮短人類壽命的有害遺傳變異。該研究發表在《公共科學圖書館•生物學》(PLoS Biology)上,分析了來自215,000個人的DNA,是首批直接研究人類如何在一兩代內演化的嘗試之一。

人類以意想不到的演化方式增強適應能力。

Ira Block/NGC

為了確定人類基因組的哪些部分在演化,研究人員徹底排查了美國和英國的大型遺傳資料庫,尋找在不同年齡組中流行程度不一樣的遺傳變異。對個人而言,父母的死亡年齡在一定程度上是壽命的參照,有時是其自身年齡。

「如果一個遺傳變異影響生存,它存在的頻率應會隨著存活個體的年齡變化而變化,」領導該研究的哥倫比亞大學演化生物學家Hakhamanesh Mostafavi說。攜帶有害遺傳變異的人的死亡率更高,因此在年齡較大的群體中該變異更罕見。

Mostafavi和同事檢測了超過8百萬種常見變異,發現有兩種是隨著年齡增長而普遍度下降的。APOE基因的一種變異(與阿爾茨海默病存在強關聯)很少存在於70歲以上的女性中。CHRNA3基因的一種變異(與男性大量吸菸有關)的出現頻率從中年人群往上逐漸降低。研究人員認為不帶這些變異的人有生存優勢,更有可能長壽。

但這本身並不是演化發揮作用的證據。從演化角度來說,長壽沒有繁衍重要,世代繁衍才是重點。因此照理說,在生育年齡之後發揮作用的有害變異在演化眼中應是「無害的」,應不會被淘汰。

在作者看來,如果這是事實,那麼在基因組中應該存在大量這樣的變異。但是Mostafavi說,這項大型研究只找到兩種變異,強烈表明演化正在「剷除」它們,其他變異很可能已經被自然選擇淘汰了。

長壽的關聯因素

科學家們仍在討論為什麼這些後作用的變異可能會削弱一個人的遺傳適應度——複製和傳播他們的基因的能力。

作者提出,對男性而言,有可能是因為壽命更長的人能有更多的孩子,但是這不太可能是全部的原因。因此,科學家正在考慮使用另外兩種解釋來說明長壽的重要性。第一種,進入老年仍保持健康狀態的父母可以照顧他們的子輩和孫輩,增加後代生存和繁衍的幾率。這有時被稱作「祖母假說」,也可以解釋為什麼人類經歷更年期後還會活很久。

第二種,在老年時期明顯表現出消極影響的遺傳變異在人年輕時可能也有害,只是表現得更加隱蔽。「你需要極大的樣本來觀察這些微小的影響,」賓夕法尼亞大學的群體遺傳學家Iain Mathieson說,因此目前還無法判斷該解釋是否合理。

研究人員還發現某些遺傳變異群(單個無法產生可測量的影響,但是合在一起能造成健康威脅)在預期長壽的人體內出現的頻率比在預期短壽的人中要低。這些變異包括哮喘、高BMI和高膽固醇傾向。然而,最令人驚訝的發現是,延遲發育和生育的幾組變異在長壽人群中更普遍。

史丹福大學的遺傳學家Jonathan

Pritchard說,看到生育延遲的基因關聯耐人尋味。長壽和晚育之間的聯繫之前也發現過,但是那些研究並不能排除財富和教育的影響,因為這兩方面水平較高的人通常生育較晚。最新的遺傳證據讓Pritchard認為在生育和長壽之間存在演化權衡,之前這只在其他動物中被研究過。「在人類中發現這種現象非常了不起,」他說,「我認為這項研究很棒。」

眾所周知,研究人類正在進行的演化十分困難。牛津大學的統計遺傳學家Gil McVean說,如果想要直接觀察自然選擇,則科學家們需要測量某種變異在一代人中的出現頻率,然後在其子輩中再次測量,最好還能在孫輩中進行測量。「這很難做好,」他說,「你需要極大規模的樣本。」 ⓝ

Nature|doi:10.1038/nature.2017.22565

本文由施普林格·自然上海辦公室負責翻譯。中文內容僅供參考,一切內容以英文原版為準。歡迎轉發至朋友圈,如需轉載,請郵件Chinapress@nature.com。未經授權的翻譯是侵權行為,版權方將保留追究法律責任的權利。

© 2017 Macmillan Publishers Limited, part of Springer Nature. All Rights Reserved

編輯:小麵包

近期熱門文章Top10

↓ 點擊標題即可查看 ↓

點此查看以往全部熱門文章


延伸閱讀

科學發現不死生物,變異蚊子毒不死,科學家:全球氣

新型碳納米管纖維天線:具有柔性和重量優勢!

溫室效應加劇,竟然導致動物體型越來越小?

關於銀河的新發現,Twitter 立了一功|智能

霍金24歲博士論文首次公開免費下載,劍橋網站被擠


熱門內容

友善連結