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一个基因改变带来的“神奇” (转)

 闲之寻味 2014-09-15

8千年前一个基因的突变使藏人适应了高原生活

在8月17日出版的《自然—遗传学》上,美国犹他大学科学家发表研究报告指出,仅仅因为8千年前一个叫做EGLN1的基因发生突变,就使得生活在西藏地区的藏民适应了高原(平均海拔14800英尺)的缺氧环境。

EGLN1编码脯氨酸羟化酶-2(PHD2),突变位点有两个:一个是该基因第12位由胞嘧啶变成鸟嘌呤,另一个是第380位由鸟嘌呤变成胞嘧啶,使其编码的酶蛋白也发生序列改变:蛋白质第4位由天冬氨酸变成谷氨酸,第127位由半胱氨酸变成丝氨酸。

PHD2能促进缺氧诱导因子(HIF)的分解,从而导致红细胞加速生成。相反,突变PHD2难以分解HIF,使得红细胞生成作用降低。这就是藏人血液中红血球及其血红蛋白浓度较低的原因。

研究发现,高达88%的藏人都携带突变的EGLN1基因,而生活在低海拔平原地区的亚洲人体内则不含这个突变基因。由于该突变基因的存在,降低了藏人对低氧水平的过度反应,心血管也就不会因红血球堆积过多(血液过分黏稠)而堵塞。

我曾写过藏人无高原反应之谜被破解,文中介绍藏人耐缺氧的秘密在于携带一个被称为EPAS1的突变基因,该基因存在于87%的藏人中,9%的汉人也携带该突变基因。进化分析表明,EPAS1基因来自远古的丹尼索瓦人。此外,另外两个基因——HYOU1和HMBS也可能与高原适应有关。


5亿年前一个基因的突变使脊椎动物拥有了发达的免疫系统

在最新出版的《细胞—报告》上,德国马克斯-普朗克研究所的免疫学家发表论文称,由于5亿年前FOXN4基因被FOXN1基因取代,使动物得以发育产生拥有大量B细胞的胸腺,而这个时间节点正是脊椎动物起源阶段。

FOXN4存在于所有脊椎动物体内,但似乎仅在有颚鱼类(如猫鲨、斑马鱼)中促进B细胞成熟。FOXN1则促进哺乳动物胸腺中T细胞的发育。FOXN4与FOXN1共存于小鼠体内,表明二者的功能有所不同。

科学家们发现,在胸腺中,FOXN1负责T细胞的发育和成熟,而FOXN4负责B细胞的发育和成熟,前者分泌细胞因子提供细胞免疫功能,后者分泌抗体提供体液免疫功能。


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