Nature：20萬人基因數據揭露長壽大秘密！

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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：

1.隨著年齡增長，有害基因突變被剔除

等位基因突變頻率隨年齡變化的曲線

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。

2.越長壽的人基因突變存在概率越低

越長壽的人體內單基因突變存在概率越低

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。

與中年人群重度吸煙相關的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

多基因突變與年齡之間的關係

越長壽的人體內多基因突變存在概率越低

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。」加利福尼亞斯坦福大學的遺傳學家喬納森·普里查德（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。

4.關於壽命和基因突變的假說

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。

01

第一個假說：「祖母假說」

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。

02

第二個假說：突變的前期有害性

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

原論文鏈接：Identifying genetic variants that affect viability in large cohorts。

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

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