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遗传性疾病是防止感染的代价

2019-01-16 10:18:08 • 来源：

几乎一半的基因可以成为疾病的起点。科学家已经确定了人类基因组中发生的11,000种基因，这些基因可能导致疾病。来自Plön和哈佛医学院马克斯普朗克进化生物学研究所的科学家研究了为什么这些高风险基因在人类基因组中持续存在而不是被选择所消除。他们的分析表明，在进化过程中对新病原体的持续适应增加了我们免疫基因的多样性，但也付出了代价。据研究人员称，这种多样性也延伸到邻近的DNA片段，导致有害基因变异的持续存在。

遗传性疾病是防止感染的代价

基因组中的多样性是一件好事：它使我们的人类能够适应进化过程中不断变化的环境条件。这种遗传多样性与每一代新生代产生不同的组合，并且可以带来生存优势。除了对健康没有影响甚至有益效果的许多变种之外，还有其他变种使其携带者易患某些疾病。

这些有害的基因变体代表了生存的缺点，因此应该在进化过程中被自然部分淘汰。相反，一些高风险的基因变异，如阿尔茨海默病或癌症的变异，已经在人群中持续很长一段时间而不会消失。

由Tobias Lenz和Shamil Sunyaev领导的一组研究人员研究了这一现象，并发现有证据表明有害基因变异的出现可能是我们为遗传多样性付出的代价，否则这对我们的生存非常有益。他们分析了一组有助于检测外来分子的免疫系统蛋白质。这些蛋白质的基因含有许多可变位点，并且在群体中以多种替代形式存在。这种多样性确保我们的免疫系统能够识别广泛的病原体。

一种特殊的选择形式可以在免疫蛋白组中保留这种变异：科学家将其描述为平衡选择。例如，当基因的几种替代变体赋予生存优势时，它就会产生，因此不会通过选择消除。

有害的突变不会丢失

科学家怀疑平衡选择有时也可能导致有害基因变异的保护。他们使用免疫系统基因的例子进行了不同类型选择的计算机模拟。在这些测试中，他们发现平衡选择不仅增加了免疫蛋白的多样性，还影响了邻近的DNA片段。在那里，虽然减少了可变位点的总数，但它增加了这些变异在群体中出现的频率 - 即使它们是有害的。

然后，他们将模拟结果与来自6500人的遗传分析数据进行了比较。分析证实了他们的怀疑：在模拟中，免疫系统基因附近发生的变异位点较少; 然而，其余变种，包括有害突变，在人群中相对更常见。

因此，有害基因能够逃避自然选择。“我确实期望对病原体的较高抗性可能会导致一些有害突变的积累。但这种突变在人群中持续存在的程度确实令我感到惊讶。了解人类可以追溯到多少遗传性疾病将会很有趣。接触我们在进化过程中遇到的病原体，“Plön马克斯普朗克研究所组织负责人，新成立的基尔进化中心成员Tobias Lenz说。

在下一步中，研究人员希望检查基因组中其他位点的平衡选择是否导致有害基因变异在群体中频繁发生的事实。

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