一项针对数千个基因组展开的新研究表明,一种能助力人们抵御HIV感染的基因变异,或许源自生活在石器时代与维京时代之间的人群。
“事实证明,这种变异首次出现在6700至9000年前黑海附近地区的一位居民身上。”哥本哈根大学生物信息学专家、该研究的共同高级作者西蒙·拉斯穆森在一份声明中说道。考虑到 HIV 出现至今还不到一个世纪,这一变异在过去肯定在其他方面发挥了作用。
5月5日发表于《细胞》杂志的一项研究中,拉斯穆森及其同事详细阐述了他们对一种名为CCR5 delta 32的基因突变起源的探寻过程。CCR5是一种主要存在于免疫细胞中的蛋白质,众多(但并非全部)HIV毒株会借助它侵入免疫细胞并引发感染。
不过,对于携带两个CCR5 delta 32突变拷贝的人来说,这种蛋白质会失去功能,相当于从“内部”将HIV病毒“锁住”。科学家们正是利用这一突变,成功治愈了少数HIV患者。
科学家们发现,在欧洲人群中,这种变异占CCR5基因的10%至16%。然而,由于古代基因组通常残缺不全,此前试图确定其起源并追踪其传播的尝试均以失败告终。
在这项新研究中,研究团队分析了为1000个基因组项目采样的2504个现代人类基因组的突变情况。1000个基因组项目是一项旨在分类人类遗传变异的国际性研究。随后,他们构建了一个模型,用于搜索来自欧亚大陆不同地区的934个古代基因组,时间跨度从早期中石器时代一直到维京时代,大约从公元前8000年至公元1000年。
“通过分析这一庞大的数据集,我们能够确定突变发生的地点和时间。”该研究的合著者、哥本哈根大学研究员基尔斯汀·拉文在声明中表示。
该团队的基因探测结果显示,首个携带这种突变的人生活在公元前7000年左右的黑海附近,大约正是早期农民通过西亚抵达欧洲的时期。研究人员还发现,在8000至2000年前,这种突变的流行率急剧上升,这表明当人们从欧亚草原迁徙出来时,该突变发挥了重要作用。
该研究结果与之前关于突变近期才出现的假设相悖。例如,这意味着突变频率的增加并非由中世纪的瘟疫或维京人的探险引发,尽管这些事件可能给人类免疫细胞的进化带来了压力。
当没有HIV病毒侵袭时,CCR5蛋白有助于调控免疫细胞对趋化因子信号的反应,可能有助于引导细胞前往体内的炎症部位。
研究人员认为,携带特殊CCR5变体的人具有优势。“携带这种突变的人生存能力更强,这或许是因为在人类暴露于新病原体的时期,它抑制了免疫系统的过度反应。”该研究的合著者、哥本哈根大学博士后研究员莱昂纳多·科布乔在声明中说道。他表示,虽然这听起来有些反直觉,但过于激进的免疫系统可能致命——当面对新的细菌时,人体只需产生足够的免疫反应来制服威胁,而不会对自身造成伤害。
“随着人类从靠采集为生的饥饿群体转变为在农业社会中紧密共存,”科布乔说,“传染病的压力增大,此时更平衡的免疫系统或许更具优势。当然,这只是一个假设;导致该变体增加的确切因素尚不明确。”
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