eLife:人類致病基因如何在人體中長期存在的

來源: 生物通 / 作者: 2021-10-14
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科學家發現了導致遺傳疾病的基因的一種新的有害影響,他們今天在 eLife 雜志上發表了他們的研究結果。

他們的研究表明,這些基因阻止了適應 (或有益基因的進化) 在基因組中發生,通過阻止它們自己被選擇性掃描移除,使它們在人類種群中存活更長時間。

這些發現為過去 5 萬年的進化過程提供了新的見解,這些進化過程使得一些致病基因盡管產生了有害的影響,但仍在人類中存在。

“先進的基因組測序使科學家能夠更多地了解疾病的進化和人類更有益的特征。但對疾病基因的有限研究集中在過去 5 萬年的進化過程上,” 第一作者陳璐 · 迪解釋道,她是美國圖森市亞利桑那大學生態與進化生物學系 Enard 實驗室的博士生?!拔覀儗θ祟惢蚪M中疾病和適應之間關系的理解,受到了這一最新信息缺口的阻礙?!?/p>

為了填補這一空白,Di 和同事們比較了世界上包括 1000 個基因組項目的 26 個不同人群中與疾病相關的基因和非疾病基因的近期基因適應率。它們只包括由單個基因突變引起的遺傳疾病,這被稱為孟德爾病。這些基因有一個簡單的遺傳模式,如果一個孩子從父母一方得到一個顯性致病基因的拷貝,或者從父母雙方各得到兩個隱性致病基因的拷貝,就可能遺傳疾病。研究小組開始研究,在人類基因組中,導致人類孟德爾疾病的基因是否比非致病基因經歷了更多或更少的正向選擇。

他們發現,隱性的孟德爾致病基因不太可能從種群中消失。這些模式表明,一種被稱為基因干擾的過程可能阻止了這些基因適應變化的環境。迪解釋說:“隱性致病基因變異可以阻止適應發生在基因組中,從而避開通常會在種群中徹底消滅它們的基因掃描?!?/p>

該團隊還發現了基因適應模式的一些區域差異,當他們比較同一種群基因組的不同部分時。與其他基因組相比,非洲人在疾病基因掃描方面存在更大的缺陷。在東亞和歐洲人群中,相對于基因組的其他部分,疾病基因的掃描缺陷較弱。作者說,這可能是由于嚴重的人口瓶頸,在人口遷移出非洲,后來定居在亞洲和歐洲。即使是一小部分人的遷移也足以導致基因組中頻率較低的大量隱性基因變異的丟失。

亞利桑那大學生態與進化生物學系助理教授、資深作者 David Enard 說:“我們還看到非洲人口的疾病基因有更清晰的橫掃缺陷,因為它們有全面更清晰的全基因組橫掃信號?!薄斑@為我們區分疾病基因和基因組的其他部分提供了一個更好的對比?!?/p>

雖然這項研究提供了一些有趣的新信息,但 Enard 警告說,還需要更多的研究來證實這些結果,并確保他們使用的數據中的偏差不會影響結果。例如,他指出,該研究中的許多孟德爾病都是在歐洲發現的。

Enard 總結道:“我們的工作改進了之前的研究,通過使用更大的基因數據集,并仔細控制可能導致致病基因和非致病基因顯示不同模式的混雜因素,試圖解決這個重要問題?!薄暗玫亓私馊祟愖罱幕蜻m應,還有更多的工作要做?!?/p>

這項研究已經作為 eLife 的 “進化醫學: 特刊” 的一部分發表。欲瀏覽特刊,請訪問 https://elifesciences.org/collections/8d9426aa/evolutionary-medicine-a-special-issue。

10.7554 / eLife.69026

Decreased recent adaptation at human mendelian disease genes as a possible consequence of interference between advantageous and deleterious variants

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