Nature:20萬人基因數據揭露長壽大秘密!

2020-12-06 中國生物技術信息網

Nature：20萬人基因數據揭露長壽大秘密！

來源：轉化醫學網   發布者：尹海華   日期：2017-09-08   今日/總瀏覽：1/4438

人類正在以意想不到的基因選擇來適應新的社會變遷！

一項巨大的基因研究正在試圖弄清楚人類的基因突變如何演變，以此來如何擺脫那些會縮減人類壽命的有害基因突變。

Nature將這篇文章推在首頁

在PLoS Biology發表的這項研究分析了215,000人的DNA，這是人類首次從宏觀層面上來分析基因在人類一代二代之間怎樣更迭的大型研究之一。

為了確定人類的基因組哪些會發生變化，研究人員們調用了英國和美國的大型遺傳資料庫的數據來進行基因突變的研究，以此來確定突變在不同年齡組之間的流行度。

科學家們通過測試等位基因的頻率是否隨年齡而變化，並在實實際過程中將考遺傳過程中的變異情況也納入到影響因素中來。

人類突變基因的結果與人類的壽命到底有著怎樣的聯繫，科學家們通過研究得出來一下幾個結論：

紐約市哥倫比亞大學進化生物學家Hakhamanesh Mostafavi說道：「如果遺傳變異確實影響生存率，那麼這些基因突變的頻率應隨著倖存者的年齡而改變。」

攜帶有害遺傳變異體的人以更高的速度死亡，所以該變體在較老部分的群體中變得更少。

Mostafavi和他的同事測試了超過800萬個常見突變，發現已知存在的兩個基因突變似乎隨著年齡的增長而變得逐漸稀少起來。

在整個基因組中，我們發現只有幾種對年齡特異性死亡率具有很大影響的常見變體：標記APOEε4等位基因和接近CHRNA3。

與阿爾茨海默氏病密切相關的APOE基因的變體在70歲以上的婦女中很少發現。

與中年人群重度吸菸相關的CHRNA3基因突變也很少發現。

英國Biobank檢測單一遺傳變異對研究者父母年齡特異性死亡率的影響


研究人員們發現：某些群體的遺傳突變可能並不能具體測量，但是他們一樣會威脅人類的健康，比如哮喘，BMI指數（神高質量指數），以及高膽固醇等，但是可能導致這些疾病突變的基因在預期壽命較長的群體中，並不容易見到。

研究人員表示：沒有這些突變的人有生存的優勢，更有可能長壽。

這個發現可能並不能作為進化的證據。

從進化的角度來看，長壽並不像繁殖那樣是自然選擇的目標，大部分的群體都可以長大成人，然後娶妻生子。因此在生殖年齡後發生的有害的基因突變可能會在進化的眼中被視為是中性的，而不會被剔除。

「但是即便如此，在基因組中這樣的變異依舊會被剔除」，Mostafavi說道，「進化就像「除草」一樣，那些擁有這樣沒必要的基因突變，可能已經通過就自然選擇淹沒在了歷史裡，這就是我們研究揭示的結果之一。」

3.推遲青春期發育和繁殖時間的基因突變有利於壽命的增長

而在這項研究中，最令人驚訝的研究結果是：發現推遲青春期和生育時間的基因突變在長壽人群中更為普遍！

「看到與延遲生育有關的基因的聯繫是一件十分有趣的事情。」加利福尼亞史丹福大學的遺傳學家喬納森·普裡查德（Jonathan Pritchard）說道，「我認為這是一個非常好的研究。」

長壽與晚育之間的聯繫已經被發現，但是這些研究不能剔除財富和教育的影響，因為生活水平較高的人往往會選擇晚點生孩子。

最新的遺傳證據表明，Pritchard認為生育與壽命之間存在著進化的權衡。這項以前僅在其他動物中進行的研究近期被推廣到人類的基因學研究中來。

那麼這些在人類晚期出現的基因突變為什麼會使其基因適應度降低呢？目前比較有說服力的假說有兩個。

對於男性來說，可能活的壽命更久的話可以擁有更多的子孫，以此來提高自己基因的傳播度，但是歷史進程不可能是這樣的。「祖母假說」提供了一個相對合理的解釋：倖存於世的身體健康的老年人父母可以照顧孩子和孫子，增加後代的存活率，以此來使基因保留下來和複製的機會增大。並且「祖母假說」也可以解釋為什麼人類在絕經後長期存活。

基因突變的危害可能不僅僅是對於人類晚期的危害，更為巧妙且不為人知的是：

這種有害的基因突變在人類的早期就已經對後代產生了影響。

費城賓夕法尼亞大學人口遺傳學家伊恩·馬蒂森（Iain Mathieson）說道：「你需要非常大的樣本才能看到基因突變對於人類生存變化的這些細微的影響，所以這也是為什麼我們尚不清楚基因突變的機制對於人類到底是如何影響的。」

研究人類基因的不斷進化是非常困難的。科學家們都希望選擇可以直觀察到的初代（爺爺輩）的基因的突變頻率，然後後跟蹤測量孩子的基因突變頻率，最好可以觀察到孫子輩。

英國牛津大學的統計遺傳學家吉爾·麥克維恩（Gil McVean）說道： 「這是一件很難做好的事情，我們需要大量的數據來支撐這樣的研究。」

參考資料：Massive genetic study shows how humans are evolving。

http://www.nature.com/news/massive-genetic-study-shows-how-humans-are-evolving-1.22565

原論文連結：Identifying genetic variants that affect viability in large cohorts。

http://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.2002458


相關新聞

相關焦點

  • 長壽秘密:郵政編碼還是基因編碼?
    長壽，永遠是人類關注的話題。到底是什麼因素使得某些人能夠長壽，更是科學界研究的大項目。研究報告：分析美國4500萬人數據在今年一月份出版的《自然-遺傳學》雜誌上，美國哈佛大學醫學院與澳大利亞昆士蘭大學的科研人員聯手發表了研究文章，試圖解開到底是地域（郵編）影響大還是生理（基因）影響大的謎底。
  • Nature:長壽基因PHA-4 生命衰老的控制開關
    Nature：長壽基因PHA-4 生命衰老的控制開關 來源：生物谷 2007-05-08 09:09 Nature：長壽基因PHA-4  生命衰老的控制開關  由生物專家安德魯
  • 格陵蘭島神秘的400歲鯊魚掌握著長壽的基因秘密
    正文翻譯：Mysterious 400 year old sharks in Greenland could hold the genetic secret to long life格陵蘭島神秘的400歲鯊魚掌握著長壽的基因秘密
  • 《自然》:這種長壽的「活化石」正在透露2.5億年來的生命秘密
    ▲有人把楔齒蜥（tuatara）稱為紐西蘭大蜥蜴，雖然看起來像普通的蜥蜴，其實並非如此（圖片來源：參考資料[2]；Credit: Pete Oxford/NPL）最近，來自十多個國家地區的科學家們與毛利部落展開合作，首次通過基因組測序破解了楔齒蜥（Sphenodon punctatus）的生命藍圖
  • 科學家發現,人類長壽竟與基因關係不大
    近日，研究人員公開了迄今為止世界上最大的譜系圖——橫跨五個世紀，涵蓋約 1300 萬人，他們通過親緣或婚姻關係相互連接著。這份譜系圖不僅向我們展示了基因與長壽間的特定聯繫，還揭曉了祖先們選擇婚姻配偶的原因。
  • 線蟲體內蛋白的秘密:長壽不靠基因或也能遺傳
    科學家們關於線蟲的一個研究結果表明，不僅環境可以影響基因表達，而且僅通過改變基因外的蛋白就可以開關基因功能，這一結果更首次證明了不需要改變基因，這種長壽也可以遺傳。現在，科學家們正在確定這種不靠基因就可以遺傳的長壽現象是否具有廣泛性，為將來研究人類的長壽做準備。　　幾乎所有人都知道，遺傳得靠基因，這是唯一的途徑。
  • 持續20年研究發現：堅持日行8000步，就能啟動「長壽基因」
    不同於一般的問卷，是持續20年長期研究為了研究運動等生活習慣和疾病關係，取得客觀數據，過去學者通常採用問卷方式進行，像是「一周運動幾次？」「一次幾分鐘？」「三餐吃什麼」等，但這些短期資訊很難說明卡路裡消耗量和吸收量的關係。
  • 持續20年的研究發現：堅持日行8000步，就能啟動「長壽基因」
    不同於一般的問卷，是持續20年長期研究為了研究運動等生活習慣和疾病關係，取得客觀數據，過去學者通常採用問卷方式進行，像是「一周運動幾次？」「一次幾分鐘？」「三餐吃什麼」等，但這些短期資訊很難說明卡路裡消耗量和吸收量的關係。
  • 尋找格陵蘭鯊魚長壽的秘密
    去年，發表在《科學》雜誌上的一項研究結果估計，最長壽的格陵蘭鯊魚能達到392歲，是世界上已知壽命最長的脊椎動物。如今，科學家正在通過基因技術試圖從它們身上尋找到長壽的秘密。格陵蘭鯊魚身長能達到6.4米，跟一頭大白鯊差不多。它們生活在大西洋北部的格陵蘭島以及加拿大、挪威、英國北部的周邊海域。
  • 日本醫學博士20年研究：日行8000步，就能啟動「長壽基因」
    （包括運動在內），得到有關活動量、質、時間等詳細數據資料，他回到了自己的故鄉中之條。因此，要當個健康長壽的高齡者，日行8000步、快走20分就夠了。根據「中之條研究」結果，日行8000步、快走20分鐘的生活，只要持續2個月，就能啟動長壽基因。這裡的長壽基因，不是「遺傳基因」，而是每個人體內「跟生活習慣有關的基因」，只要持之以恆運動，就能把它喚醒。
  • 「聰明」基因在減少？基因大數據的研究可靠嗎？
    基因學家們也在試圖運用大數據對人體基因進行更深入的研究，我們很可能將迎來一個全新的基因大數據時代。這項運用基因大數據進行的研究到底有多大的科學意義？它又會給我們的生活帶來什麼改變？除了研究生理性功能，對社會行為和社會科學又有哪些潛在的幫助？其實，如果你明白了基因大數據的運作原理，自然能夠對這項研究的結論提出自己的觀點。
  • 基因揭露古老秘密
    基因揭露古老秘密大家都知道，在我們國家有著許許多多瀕臨滅絕的生物，比如說我們國家的國寶大熊貓，除了動物以外，也有很多瀕臨滅絕的植物，比如我們今天要說的銀杏樹，對此很多人都會不認同，因為在我們的生活當中，往往都能夠看到許多的銀杏樹，無論是在校園和子啊公元當中，都會有銀杏樹的身影，但是實際上，這生機勃勃的銀杏樹確確實實是瀕臨滅絕的物種。
  • Nature:「繪」出一條長壽路 - Nature報導專區 - 生物谷
    最近發表在Cell雜誌的一篇研究中，Slack和他的同事表明，對果蠅的IIS接頭蛋白選擇性突變，打亂兩大IIS途徑之一—RAS-ERK或PI3K-AKT信號途徑，可以延長果蠅的壽命。他們還發現，抑制ERK信號能激活轉錄遏制蛋白AOP，令人驚奇地是，達到的延長壽命的效果絲毫不亞於抑制PI3K而激活FOXO過程帶來的作用。
  • 烏龜不愛動卻最長壽,那到底生命在於運動還是靜止?答案來了
    難道長壽真得跟運動一點關係也沒有？今天就跟小九一起看看關於長壽的秘密吧。 一、烏龜長壽，是因為不運動？ 烏龜是世界上最長壽的脊椎動物，最長可以活到250歲。科學家發現烏龜之所以長壽，離不開睡眠的影響，烏龜一生中5/6的時間都在睡覺；烏龜沒有肋間肌肉，呼吸靠頭部一伸一縮，不耗氧，節約能量；烏龜的細胞分裂可以達到110代，是人類的兩倍，所以烏龜的壽命是200多歲，人的理想壽命是100歲；最厲害的一點是，烏龜沒有致癌基因。
  • 烏龜不愛動卻最長壽，那到底生命在於運動還是靜止？答案來了
    難道長壽真的跟運動一點關係也沒有？今天就跟小九一起看看關於長壽的秘密吧。一、烏龜長壽，是因為不運動？烏龜是世界上最長壽的脊椎動物，最長可以活到250歲。科學家發現烏龜之所以長壽，離不開睡眠的影響，烏龜一生中5/6的時間都在睡覺；烏龜沒有肋間肌肉，呼吸靠頭部一伸一縮，不耗氧，節約能量；烏龜的細胞分裂可以達到110代，是人類的兩倍，所以烏龜的壽命是200多歲，人的理想壽命是100歲；最厲害的一點是，烏龜沒有致癌基因。
  • 神奇的海洋:為你揭露海洋生物秘密(組圖)
    第1頁:神奇的海洋：為你揭露海洋秘密 海葵 第2頁:神奇的海洋：為你揭露海洋秘密 珊瑚 第3頁:神奇的海洋：為你揭露海洋秘密 水母 第4頁:神奇的海洋：為你揭露海洋秘密 水螅 第5頁:神奇的海洋：為你揭露海洋秘密 纓鰓蟲 第6頁:神奇的海洋：為你揭露海洋秘密 海筆 第7頁:神奇的海洋：為你揭露海洋秘密
  • 尋找格陵蘭鯊魚長壽的秘密—新聞—科學網
    去年，發表在《科學》雜誌上的一項研究結果估計，最長壽的格陵蘭鯊魚能達到392歲，是世界上已知壽命最長的脊椎動物。如今，科學家正在通過基因技術試圖從它們身上尋找到長壽的秘密。 格陵蘭鯊魚身長能達到6.4米，跟一頭大白鯊差不多。它們生活在大西洋北部的格陵蘭島以及加拿大、挪威、英國北部的周邊海域。
  • 烏龜不愛動卻能長壽,生命在於運動還是靜止?
    今天就跟小九一起看看關於長壽的秘密吧。一、烏龜長壽，是因為不運動？烏龜是世界上最長壽的脊椎動物，最長可以活到250歲。科學家發現烏龜之所以長壽，離不開睡眠的影響，烏龜一生中5/6的時間都在睡覺；烏龜沒有肋間肌肉，呼吸靠頭部一伸一縮，不耗氧，節約能量；烏龜的細胞分裂可以達到110代，是人類的兩倍，所以烏龜的壽命是200多歲，人的理想壽命是100歲；最厲害的一點是，烏龜沒有致癌基因。
  • 追隨「孤獨喬治」的腳步,揭開巨龜「長壽」的謎因!
    人們對於任何龜有一種既定成俗的印象——「長壽」，我們大概能猜想這與它們的緩慢新陳代謝有關係，但是更深層的原因究竟是什麼呢？▲圖：Galapagos Conservancy2018年12月3日，科學雜誌《自然生態學與進化》（Nature Ecology & Evolution）發表了一項研究——《探索喬治長壽的秘密》，揭秘了巨龜的長壽遺傳基因。
  • 一個與基因和身高有關的重要秘密
    有人認為，GWAS研究遺漏了一些罕見的基因變異，以及基因與基因間的相互作用；還有人認為過去的那些雙胞胎研究中可能存在錯誤。但是，還有一部分科學家認為，這可能是因為大部分與身高這一性狀相關的基因尚未被發現，隨著時間的推移，越來越多的相關基因或許就會慢慢出現。