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古代丹尼索瓦人的DNA可能会增加现代人患抑郁症等精神疾病的风险
发布日期:2023-11-04 02:42:58  稿源:cnBeta.COM

现代人类与亚洲的丹尼索瓦人杂交,从而获得了锌调节的遗传适应性,这有助于人类适应寒冷气候,这一特征如今在非洲以外的人群中广泛存在。这种适应性虽然有利于适应寒冷,但也可能使人容易患上各种精神疾病。研究表明,所观察到的影响锌调节的基因变异可能标志着人类祖先在适应寒冷方面的进化优势。

大约 6 万年前,现代人类开始从非洲迁徙,这次迁徙通常被称为"走出非洲"事件。这些人类到达亚洲后,遇到了丹尼索瓦人。这次相遇很可能导致了冲突与合作的混合,也导致了各种杂交。事实上,即使在今天,现代人的基因组中仍保留着源于丹尼索瓦人的遗传变异,这就是最初这些互动的见证。

现在,由西班牙国家研究委员会(CSIC)和庞培法布拉大学(UPF)联合中心进化生物学研究所(IBE)和庞培法布拉大学医学与生命科学系(MELIS)领导的一个研究小组,在现代人身上发现了已灭绝的丹尼索瓦人遗传基因最广泛的痕迹之一。由国际教育局(IBE)首席研究员埃莱娜-博什(Elena Bosch)和医学与生命科学部(MELIS-UPF)首席研究员鲁文-维森特(Rubén Vicente)组成的研究小组发现,这种遗传适应有助于智人祖先适应寒冷。

所观察到的变异参与锌的调节并在细胞新陈代谢中发挥作用,也可能使现代人易患抑郁症或精神分裂症等精神疾病。

锌调节的基因变异可能意味着进化优势

人类种群的遗传多样性是如何通过适应形成的,这是进化遗传学非常感兴趣的一个问题。

从这个问题出发,埃莱娜-博什的研究小组在当前人类群体的基因组中发现了一个适应性变异,这个变异与一个已经灭绝的祖先群体--丹尼索瓦人的基因组非常相似。

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在当前人类种群中 SLC30A9 基因中发现的置换的地理分布以及丹尼索瓦人引入的可能情况。SLC30A9 祖先是指丹尼索瓦人和智人杂交之前的基因版本。SLC30A9 变体指的是与丹尼索瓦人共享的版本。资料来源:Jorge Garcia 和 Elena Bosch。采用知识共享 4.0 协议授权。在 mapchart 中创建。

这项研究的共同第一作者安娜-罗卡-翁贝特(Ana Roca-Umbert)说:"通过基因组分析,我们注意到所观察到的基因变异来自于我们过去与古人类(可能是丹尼索瓦人)的杂交。研究小组已经排除了尼安德特人后裔的可能性,因为这些人群中没有这种变异。"

"显然,这种变化是有益的,并证明了人类的选择性优势。因此,SLC30A9 基因中的这一变异被选择出来,并传入了目前的人群中",该研究的共同第一作者豪尔赫-加西亚-卡列哈补充道。

博什领导的进化人口遗传学实验室希望找出这种源自丹尼索瓦人的基因变异在细胞水平上带来了哪些变化。"我们发现这种变异肯定会对锌在细胞内的运输产生影响,因此我们联系了维森特的团队",国际教育局首席研究员兼该研究的共同负责人埃莱娜-博什回忆说。

锌调节:适应寒冷的关键

"埃莱娜之所以联系我,是因为她的团队观察到锌转运体中的一种氨基酸发生了变化,而这种变化在当今非洲和亚洲的人群中非常不同。从那时起,我们就开始自问自答,寻找答案",鲁文-维森特评论道。分子生理学实验室免疫系统生物物理学小组的鲁文-维森特团队接受了研究细胞内锌移动的技术挑战。

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通过对转染了锌转运体 ZnT9(绿色)的 HEZ293 细胞进行超分辨率 STED 显微成像,证明部分转运体位于线粒体中。品红色为线粒体蛋白 TOM 20,白色为线粒体定位。图片来源:Rubén Vicente。

锌是人体健康不可或缺的微量元素,它是一种重要的信使,能将信息从细胞外部传递到细胞内部,并在不同细胞间传递。缺锌会导致生长、神经和免疫失调,但"由于缺乏跟踪锌流的分子工具,对锌调节的研究仍然很少"。

维森特的实验室发现,所观察到的变异会导致细胞内新的锌平衡,促进新陈代谢的改变。通过改变细胞的内质网和线粒体,这种变异可能导致新陈代谢优势,以应对恶劣的气候。维森特断言:"观察到的表型让我们想到可能是对寒冷的适应"。

丹尼索瓦人的遗传可能影响欧洲和亚洲人的心理健康

锌转运也参与神经系统的兴奋性,并在人们的心理平衡和健康中发挥作用。

研究小组指出,这种在人体所有组织中都有表达的锌转运体的变异与更容易患上某些精神疾病有关。这些疾病包括神经性厌食症、多动障碍、自闭症谱系障碍、双相情感障碍、抑郁症、强迫症和精神分裂症。

维森特指出:"今后将这项研究扩展到动物模型,可以揭示这种易患精神疾病的倾向。"

除非洲外,这种基因变异已在全球留下印记

虽然这种变体是由于丹尼索瓦人和智人之间的杂交而在亚洲形成的,但它也传播到了欧洲和美洲本土人群中。事实上,这种变异体在全球各地的人群中都有发现,不过在非洲人群中出现的频率要低得多。

研究小组指出,丹尼索瓦人的基因适应可能是迄今为止发现的地理范围最广的。"例如,从丹尼索瓦人那里遗传下来的 EPAS1 基因变体可以适应高海拔地区的生活,但这种变体只出现在藏族人身上。然而,在我们的案例中,这种影响扩展到了非洲以外的所有人群",博什总结道。

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