人类未来会越来越长寿吗?

来源:Nature自然科研 | 发布: | 发布时间:2018-02-6,星期二 | 阅读:107

原文以Massive genetic study shows how humans are evolving为标题

发布在2017年9月6日的《自然》新闻上

原文作者:Bruno Martin

对215,000个人的DNA分析表明,会缩短寿命的遗传变异正在被淘汰。

一项旨在弄清人类基因组演化过程的大型遗传学研究表明,自然选择正在淘汰会缩短人类寿命的有害遗传变异。该研究发表在《公共科学图书馆•生物学》(PLoS Biology)上,分析了来自215,000个人的DNA,是首批直接研究人类如何在一两代内演化的尝试之一。

人类以意想不到的演化方式增强适应能力。
Ira Block/NGC

为了确定人类基因组的哪些部分在演化,研究人员彻底排查了美国和英国的大型遗传数据库,寻找在不同年龄组中流行程度不一样的遗传变异。对个人而言,父母的死亡年龄在一定程度上是寿命的参照,有时是其自身年龄。

“如果一个遗传变异影响生存,它存在的频率应会随着存活个体的年龄变化而变化,”领导该研究的哥伦比亚大学演化生物学家Hakhamanesh Mostafavi说。携带有害遗传变异的人的死亡率更高,因此在年龄较大的群体中该变异更罕见。

Mostafavi和同事检测了超过8百万种常见变异,发现有两种是随着年龄增长而普遍度下降的。APOE基因的一种变异(与阿尔茨海默病存在强关联)很少存在于70岁以上的女性中。CHRNA3基因的一种变异(与男性大量吸烟有关)的出现频率从中年人群往上逐渐降低。研究人员认为不带这些变异的人有生存优势,更有可能长寿。

但这本身并不是演化发挥作用的证据。从演化角度来说,长寿没有繁衍重要,世代繁衍才是重点。因此照理说,在生育年龄之后发挥作用的有害变异在演化眼中应是“无害的”,应不会被淘汰。

在作者看来,如果这是事实,那么在基因组中应该存在大量这样的变异。但是Mostafavi说,这项大型研究只找到两种变异,强烈表明演化正在“铲除”它们,其他变异很可能已经被自然选择淘汰了。

长寿的关联因素

科学家们仍在讨论为什么这些后作用的变异可能会削弱一个人的遗传适应度——复制和传播他们的基因的能力。

作者提出,对男性而言,有可能是因为寿命更长的人能有更多的孩子,但是这不太可能是全部的原因。因此,科学家正在考虑使用另外两种解释来说明长寿的重要性。第一种,进入老年仍保持健康状态的父母可以照顾他们的子辈和孙辈,增加后代生存和繁衍的几率。这有时被称作“祖母假说”,也可以解释为什么人类经历更年期后还会活很久。

第二种,在老年时期明显表现出消极影响的遗传变异在人年轻时可能也有害,只是表现得更加隐蔽。“你需要极大的样本来观察这些微小的影响,”宾夕法尼亚大学的群体遗传学家Iain Mathieson说,因此目前还无法判断该解释是否合理。

研究人员还发现某些遗传变异群(单个无法产生可测量的影响,但是合在一起能造成健康威胁)在预期长寿的人体内出现的频率比在预期短寿的人中要低。这些变异包括哮喘、高BMI和高胆固醇倾向。然而,最令人惊讶的发现是,延迟发育和生育的几组变异在长寿人群中更普遍。

斯坦福大学的遗传学家Jonathan Pritchard说,看到生育延迟的基因关联耐人寻味。长寿和晚育之间的联系之前也发现过,但是那些研究并不能排除财富和教育的影响,因为这两方面水平较高的人通常生育较晚。最新的遗传证据让Pritchard认为在生育和长寿之间存在演化权衡,之前这只在其他动物中被研究过。“在人类中发现这种现象非常了不起,”他说,“我认为这项研究很棒。”

众所周知,研究人类正在进行的演化十分困难。牛津大学的统计遗传学家Gil McVean说,如果想要直接观察自然选择,则科学家们需要测量某种变异在一代人中的出现频率,然后在其子辈中再次测量,最好还能在孙辈中进行测量。“这很难做好,”他说,“你需要极大规模的样本。” 

Nature|doi:10.1038/nature.2017.22565



 

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