華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一個研究小組于8月3日在Nature上發(fā)表一項研究，該研究發(fā)現(xiàn)目前已知的現(xiàn)代人類與尼安德特人最大的遺傳學(xué)差異導(dǎo)致人類更容易患上孤獨(dú)癥。

孤獨(dú)癥是一種遺傳性發(fā)育障礙，染色體異常被認(rèn)為在其中發(fā)揮著作用。其中，人類16號染色體上16p11.2區(qū)域，與孤獨(dú)癥、精神分裂等疾病密切相關(guān)。該區(qū)域片段包括28個基因。片段中插入了大量的重復(fù)序列。

這種連綿不斷的重復(fù)DNA，稱為拷貝數(shù)目變異，在人類基因組中十分常見。通常包含重復(fù)的拷貝的基因。雖然大多數(shù)拷貝數(shù)目變異對健康沒有不良影響，但是其中有些也有疾病相關(guān)。

在這項研究中，研究人員確認(rèn)定位于16號染色體16p11.2上的這段結(jié)構(gòu)，在約28000年前首次出現(xiàn)在我們祖先的基因組上。這個結(jié)構(gòu)在其他靈長類動物如猩猩及我們近親尼安德特人和丹尼索瓦人的基因組上未曾看到。但今天，這段相對較新的遺傳變異結(jié)構(gòu)，在世界各地的人類基因組上均可發(fā)現(xiàn)。

我們基因組上的大多數(shù)重復(fù)序列已經(jīng)有數(shù)百萬年歷史了，因此這個相對較新的結(jié)構(gòu)改變?nèi)祟惢蚪M的速度是史無前例的。該拷貝數(shù)目變異如此迅速廣泛的分布意味著這些在重復(fù)序列之內(nèi)的基因獲得的利大于弊，盡管其弊端可能是人類后代增加了患孤獨(dú)癥的風(fēng)險。

拷貝數(shù)目變異可能在人類進(jìn)化過程中扮演著重要角色，和其他物種相比，人類在遺傳學(xué)上是相對統(tǒng)一的。黑猩猩之間的基因組遺傳學(xué)差異是人類兩倍之多。擁有這種結(jié)構(gòu)意味著人類在短時間內(nèi)有方法徹底重組基因組，這種改變可能是其他物種需要經(jīng)過數(shù)百萬年的進(jìn)化才能獲得的——而其代價是增加孤獨(dú)癥或其他神經(jīng)精神性疾病的風(fēng)險。

研究者的興趣主要在位于16p11.2的拷貝數(shù)目變異區(qū)域內(nèi)的基因——BOLA2，人體細(xì)胞內(nèi)的BOLA2蛋白與其他蛋白形成被稱為谷氧還蛋白3的復(fù)合體，后者可以使細(xì)胞更高效地捕獲鐵并將其供給需要鐵的其他蛋白。這在細(xì)胞生長早期尤為重要。猩猩、尼安德特人和丹尼索瓦人只有2個拷貝的BOLA2，而現(xiàn)代人有3～14個拷貝，平均是6個。

即便是以增加后代孤獨(dú)癥風(fēng)險為代價，這種使人體可以在生命早期獲取鐵元素的能力仍然必不可少。因此，人類進(jìn)化出了更多BOLA2拷貝。

除BOLA2外，拷貝數(shù)目變異區(qū)域內(nèi)的其他突變還可以合成出一種新蛋白，它由2個BOLA2區(qū)域和3個其他基因融合后編碼而成。但該蛋白的功能尚不明確。研究團(tuán)隊將為此進(jìn)行更進(jìn)一步研究。

備注：本文參考自MedicalXpress網(wǎng)站，原標(biāo)題：“Human-Neanderthal gene variance is involved in autism”