基因讓尼安德特人「很怕疼」—新聞—科學網

2021-01-17 科學網

 

尼安德特人生活艱難，這些冰河時代的狩獵者在歐亞大陸西部靠捕獵猛獁象、野牛和其他危險的動物勉強維持生計。儘管生活不易，但它們卻可能有更強的痛感。

近日發表在《當代生物學》上的一項研究發現，這些遠古人類親屬的蛋白質NaV1.7的編碼基因有3個突變，該蛋白質會向脊髓和大腦傳遞疼痛感。他們還發現，在英國人樣本中，那些遺傳了尼安德特人版本NaV1.7的人往往比其他人的疼閾值更低。

「對我而言，這是第一個使用現代人的基因改造模型了解尼安德特人的生理機能的例子。」德國馬普學會進化人類學研究所的 Svante Paabo說。他與瑞典卡羅林斯卡學院的Hugo Zeberg共同領導了該研究。

目前，研究人員只能獲得尼安德特人的少數基因組，而且其中大多數都是以低解析度進行測序的。這使得科學家很難確定這些人在大約50萬到75萬年前從人類譜系中分離出來後發生的突變。但在過去幾年裡，Paabo團隊利用在克羅埃西亞和俄羅斯洞穴中發現的DNA生成了3個高質量的尼安德特人基因組。研究人員之所以注意到編碼NaV1.7蛋白質的基因SCN9A發生了突變，是因為所有的尼安德特人都有3種突變。NaV1.7參與控制疼痛信號是否以及在多大程度上傳遞到脊髓和大腦。

「人們把它描述成一個旋鈕，能在神經纖維中設置疼痛感的高低。」Zeberg說。存在基因突變使這種蛋白質失去活性的人感覺不到疼痛，而其他變化會讓人更易患上慢性疼痛。

為了研究突變是如何改變尼安德特人神經的，Zeberg在蛙卵和人腎細胞中表達了他們的NaV1.7版本。結果顯示這種蛋白質在有3種突變的細胞中比在沒有突變的細胞中更活躍。Zeberg說，在神經纖維中，這將降低傳遞疼痛信號的閾值。

然後，Zeberg和Paabo尋找了具有尼安德特版本NaV1.7的現代人。在英國生物庫（包含50萬英國人的基因組）中，報告自己疼痛症狀的參與者約0.4%的人有一個突變基因副本。與沒有突變基因的人相比，有突變基因的人在生活中報告疼痛的可能性要高7%。

Zeberg和Paabo提醒，他們的發現不一定意味著尼安德特人會比現代人感受到更多疼痛。由NaV1.7傳遞的感覺會在脊髓和大腦中被加工和修改，這也影響對疼痛的主觀體驗。

目前人們還不清楚這些突變是否為有益進化。尼安德特人的種群很小，遺傳多樣性也很低——這會讓有害的突變持續存在。但是Paabo說，這種變化像是自然選擇的產物。他計劃對大約100名尼安德特人的基因組排序，這可能有助於找到答案。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.06.045

 

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