linyi812 25-08-23 14:17
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有助于东亚人群乳糖耐受的基因,来自于尼安德特人
#古人类# 研究者通过对现生人群、古代人群、远古人类基因组数据的计算分析与进化解析,揭示了东亚人群显著不同于此前在欧洲和非洲人群中认定的乳糖耐受遗传基础,发现东亚人群乳糖耐受性的成因可能另有隐情,挑战了乳糖摄入是乳糖酶基因进化原初驱动力的传统认知,提出东亚人群乳糖酶基因区域的多样性塑造反而可能根源于免疫密切相关的环境适应性进化机制。
人类基因组2q21.3基因区域因其展现的强烈正向选择信号而备受关注。该区编码的乳糖酶基因(LCT)负责表达乳糖酶-根皮苷水解酶,此酶在婴儿小肠中催化乳糖分解为葡萄糖和半乳糖以供消化吸收。通常,哺乳动物在断乳后乳糖酶活性会显著下降,但部分人类群体因特定基因变异可在成年后持续表达此酶,这一现象被称之为乳糖酶持久性(lactase persistence,LP)。长期以来,LCT基因表达的乳糖酶持久性被视为乳糖耐受性(Lactose Tolerance, LT)的主要遗传基础,普遍认为与人类驯养动物以及牛奶摄入密切相关,尤其在欧洲和非洲东部/南部人群中被广泛研究,并被视为基因-文化协同进化的经典案例。东亚人群的乳糖耐受性比例在蒙古族、哈萨克族等游牧民族约为20–28%,而在汉族等农耕民族约为3–10%,此前在欧洲和非洲人群中鉴定的乳糖耐受性LCT-13910TT基因型在东亚人群中几乎完全缺失。
研究团队首先基于全球现生人群的全基因组测序数据,在东亚人群 2q21.3区域发现一种高频(约25%)单倍型(图1),并且发现这种单倍型与LCT基因的表达以及LCT启动子区域cg20242066位点的甲基化水平有关,与此前报道的影响欧洲人群乳糖耐受性的遗传变异–13910*T (rs4988235)有相似的效应,提示该单倍型可能影响东亚人群的乳糖耐受性。但这种东亚人常见的单倍型在非洲和欧洲人群中完全缺失,进一步表明东亚人群乳糖耐受与欧洲非洲人群存在不同的遗传基础。
为追溯单倍型起源,研究团队整合尼安德特人和丹尼索瓦人等远古人类的全基因组测序数据,发现该东亚特异单倍型可能通过远古时期尼安德特人遗传渗入进入现代人基因组,并经历长期正向选择。古基因组数据的分析显示,这种单倍型可能在约14,000 年前广泛存在于东亚人群中。至于这种单倍型携带者的比例,在 8,000 至 3,000 年前为 ~10%,到 3,000 至 1,000 年前上升至 ~20%,目前为 28.9%。对选择时间的估计也显示,北方汉人和南方汉人该区域的自然选择时间分别约为2.4和2.7万年前,远远早于东亚人群开始驯养动物及消费奶制品的时间。暗示牛奶消费引起的乳糖摄入并非东亚人群2q21.3区域适应性演化的初始驱动力。
简单来说,新发现的东亚特异单倍型的正向选择(随着时间推移,人群中的频率越来越高)很可能发生在东亚狩猎采集祖先群体中,而旧石器时代并不存在挤牛奶、喝牛奶的证据,这一正向选择不太可能与乳糖酶持久性有关。相反,LCT区域的一些基因在不同类型的免疫反应中起着关键作用,可能解释东亚人的 LCT 区域选择。
详见:X. Ma,Y. Lu,M. Stoneking,& S. Xu, Neanderthal adaptive introgression shaped LCT enhancer region diversity without linking to lactase persistence in East Asian populations, PNAS. 122 (11) e2404393122, (2025).

发布于 河南