研究揭示了狩猎采集基因帮助早期欧洲农民在疾病中幸存下来

大约8年前，当早期石器时代的农民第一次从近东迁入欧洲时，他们遇到了现有的狩猎采集人口并开始混合。现在，对这一时期数百个古代基因组的全基因组研究表明，混合人群中适应性免疫基因的狩猎采集祖先比偶然预期的要多。

23月<>日发表在《当代生物学》上的研究结果显示，两组之间的混合导致了自然选择作用的遗传变异的镶嵌，自然选择是包括人类在内的所有生物体随着时间的推移而适应和变化的过程。

免疫基因的变化出现在主要的组织相容性复合体(MHC)区域，这是一组编码细胞表面蛋白并帮助我们的免疫系统识别病原体的基因。研究人员还在一种名为SLC24A5的基因中检测到更多的农民血统，该基因与皮肤色素沉着有关。

“这告诉我们，基因组的这些区域正在经历自然选择，”伦敦弗朗西斯克里克研究所古代基因组学实验室的汤姆戴维说。“主要由MHC地区的狩猎采集者和SLC25A5的农民携带的遗传变异在后代种群中的频率增加。

近年来，对古代基因组的研究使科学家能够基本上回到过去，以追踪人类和其他生物的进化。虽然大多数古代DNA研究都集中在考古问题上，但弗朗西斯·克里克研究所的戴维和庞图斯·斯科格伦德以及宾夕法尼亚大学的伊恩·马西森及其同事意识到，标准化和共享的古代基因组数据的日益普及现在允许对史前时代的自然选择和人类适应提出新的问题。

他们分析了来自中石器时代和新石器时代欧洲的677个人的全基因组DNA。他们的目标是在混合个体的基因组中寻找任何祖先偏差，并测试这些偏差是否似乎是自然选择的结果，而不是随机变化。

他们的分析发现，与色素沉着相关的基因是新石器时代当地祖先中代表性最强的基因。相比之下，混合组保留了来自狩猎采集者的重要MHC免疫位点的更多基因。研究人员说，这些发现可以简单地反映免疫反应具有更多多样性的优势。另一方面，来自狩猎采集者的MHC等位基因可能已被积极选择，因为它们促进了新石器时代群体中更大的生存和对病原体的适应。

尽管其他因素可能也在起作用，但研究结果强调免疫功能是石器时代晚期人群自然选择的主要目标。研究人员说，狩猎采集者的免疫表现增加对他们来说是一个惊喜。

“一个长期存在的想法是，由于更密集的定居点，新的饮食和接近牲畜，农业生活方式推动了免疫适应，”斯科格伦德说。“当农业群体从近东扩展到欧洲并与当地的狩猎采集者混合时，自然的预测是农民的免疫基因将最适合农业生活方式，从而被选中。然而，我们看到相反的情况，狩猎采集者的祖先在MHC免疫位点富集。例如，这可能是因为狩猎采集者已经适应了在欧洲发现的病原体，或者可能是自然选择有利于免疫基因多样性的结果。

至于色素沉着的变化，早期的研究也显示了选择的原因尚不完全清楚。“一种假设是，较轻的皮肤色素沉着使农民能够从紫外线辐射中合成更多的维生素D，而狩猎采集者能够从他们的饮食中获得足够的维生素D，”Mathieson说。

总体而言，这项新研究首次将MHC地区适应性混合的最新发现扩展到石器时代人群的选择。研究人员表示，MHC基因座多样性的发现为理解农业生活方式转变带来的适应开辟了新的途径，研究人员指出，这是人类历史上全球范围内发生的根本转变。

“这项研究揭示了世界一个地区，欧洲农业转型期间的自然选择，但其他地区尚不清楚，”斯科格伦德说。“未来的古代DNA研究也将能够解决免疫力在多大程度上也是人类进化过程中环境和生活方式变化的其他时期的关键目标。

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