AG九游会-越多越爱，人类80万年前就有这个基因—新闻—科学网

假如一个新颖有嚼劲的法棍面包或喷鼻甜的烤山药能让你精神充分，那要感激几十万年前人类先人偶尔产生的一次基因突变。这只是两项研究的一个结论——一项颁发在上个月的《天然》，另外一项颁发在10月17日的《科学》。这两项研究追溯了帮忙我们在嘴里把淀粉分化成糖的基因的进化史。

小麦是人类最早的驯化作物之一。图片来历：BOB GIBBONS/FLPA/MINDEN PICTURES

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年夜大都现代人携带这类唾液淀粉酶基因（AMY1）的多个拷贝。凡是那些吃年夜量淀粉的人——不管是谷物仍是块茎，有更多拷贝，从而增添了唾液淀粉酶的发生，使他们可以或许从淀粉类食品中取得更多热量。但是，人类先人初次取得该基因拷贝是甚么时辰，和为何它如斯轻易复制，一向是个谜。

虽然《天然》和《科学》的论文在AMY1初次复制的时候上存在数十万年的不合，但两者都对该基因的后期进化进行了具体追踪，揭露了农业鼓起是若何与某些人群中AMY1拷贝数的显著增添相吻合的。

“这是一项很是讲求的工作。”美国哈佛年夜学生物份子考古学家Christina Warinner发现的证据注解，包罗尼安德特人在内的前人类都食用淀粉。“它在机制层面上具体申明了这类环境是若何专门产生在淀粉酶基因上的，并且对进化有更普遍的影响。”

2007年，美国亚利桑那州立年夜学生物人类学家George Perry和同事发现，活着界各地人群中，年夜量食用淀粉类食品与AMY1拷贝数增添之间存在联系。现就职在宾夕法尼亚州立年夜学的Perry假定，当人类最先莳植小麦、山药和其他淀粉类作物时，具有AMY1拷贝数更多的人，每吃一口城市接收更多富含能量的糖，也就有了更多存活下来的儿女。

但那时的基因组手艺还不足以证实这类环境。科学家一次只能对一小段DNA进行测序，这使他们现实上对由多个基因拷贝构成的迷宫般的DNA片断“置若罔闻”。Perry回想说：“我利用的方式很是粗拙。而这些新论文可以或许更深切地研究这个问题。”

现在，研究人员可以对更年夜的DNA片断进行测序，从而揭露染色体上AMY1的多个拷贝。

在颁发在《天然》的论文中，由美国加州年夜学伯克利分校生物学家Peter Sudmant带领的一个团队陈述称，散布在世界各地的人类每条染色体上有多达11个AMY1拷贝，别的有0到4个胰腺淀粉酶基因拷贝。该团队还研究了3个尼安德特人和1个丹尼索瓦人的古代基因组，没有发现这些已灭尽的人类表亲有多个基因拷贝的迹象。

Sudmant和同事随后阐发了519个古代欧亚人的基因组，这些人糊口在1.2万年前非洲年夜陆农业萌芽之际。年夜约5000年前，AMY1的平均拷贝数从4个增添到7个以上，最少有一个唾液淀粉酶或胰腺淀粉酶基因拷贝的人的比例也急剧上升。

该团队成立了AMY1家谱，并肯定了其分支的年月。他们估量，该基因最少在27.9万年前初次被复制，后来被屡次复制和删除，从而使现代人类呈现了各类拷贝数。

“在我们人类分开非洲之前，淀粉酶的拷贝数已良多了。”Sudmant说，当淀粉类农业饮食使它们变得有益时，就“被选中了”。

在颁发在《科学》的论文中，由美国纽约州立年夜学布法罗分校人类基因组学家Omer Gokcumen带领的一个团队陈述称，在曩昔4000年里，欧洲农人的AMY1拷贝数也呈现了近似的激增，证实了与农业的潜伏联系。他们还在6个尼安德特人基因组中的3个和1个丹尼索瓦人的基因组中发现了AMY1拷贝。

Gokcumen团队得出的结论是，AMY1初次复制时候比Sudmant团队估量的早很多——可能在80多万年前初次复制，早在现代人与尼安德特人分化。该团队还说明了AMY1是若何年夜量自我复制的。

但研究人员正告说，最初的复制也可能产生在现代人身上，造成一条染色体上有3个AMY1拷贝。尼安德特人和丹尼索瓦人可能经由过程杂交取得了DNA片断，或自力进化出多个拷贝。

研究人员暗示，对AMY1拷贝数变异的研究有助在摸索其对代谢健康的影响，并加深对淀粉消化和葡萄糖代谢等机制的理解。

相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07911-1

https://doi.org/10.1126/science.adn0609

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