小鼠研究表明,人类与尼安德特人之间的基因差异可能揭示该物种的消失

B站影视 内地电影 2025-09-18 23:38 4

摘要:现代人类体内帮助合成 DNA 的蛋白质与尼安德特人和丹尼索瓦人(我们已灭绝的近亲)体内的蛋白质有所不同,而针对经过基因改造以表现出现代人类基因的小鼠进行的新实验暗示,这可能导致了我们的行为方式不同。

一种名为ASDL的基因,负责帮助合成DNA,在现代人类和我们已灭绝的人类近亲之间存在差异。这一发现或将揭示尼安德特人灭绝的原因。

现代人类体内帮助合成 DNA 的蛋白质与尼安德特人和丹尼索瓦人(我们已灭绝的近亲)体内的蛋白质有所不同,而针对经过基因改造以表现出现代人类基因的小鼠进行的新实验暗示,这可能导致了我们的行为方式不同。

研究人员在一项新研究中提出,这一发现反过来可以解释尼安德特人和丹尼索瓦人消失的原因。

但该发现对人类的意义尚不清楚。

“将这些研究结果直接应用于人类还为时过早,因为小鼠的神经回路与人类存在巨大差异,”该研究的主要作者、日本冲绳科学技术研究所的博士后研究员鞠向春在一份声明中表示。然而,这项研究暗示,在现代人类中发现的这种变异“可能使我们在某些特定任务上相对于祖先人类拥有进化优势”,例如在争夺稀缺资源方面。

关键蛋白质

先前的研究发现,现代人类大约在60万年前与他们最近的进化亲属——尼安德特人和丹尼索瓦人——发生了分化。目前尚不清楚为什么现代人类能够幸存下来,而我们最近的亲属却相继灭绝。

为了寻找潜在的遗传线索来解开这个谜团,研究人员分析了腺苷酸琥珀酸裂解酶(ADSL)。这种蛋白质参与了嘌呤的合成,而嘌呤是DNA和其他重要分子的基本组成部分之一。

“有少数酶受到了现代人类祖先进化变化的影响。ADSL 就是其中之一,”该研究的共同作者、诺贝尔奖获得者、日本冲绳科学技术研究所人类进化基因组学部门负责人、德国莱比锡马克斯普朗克进化人类学研究所所长斯万特帕博 (Svante Pääbo)在一份声明中说道。

ADSL由484个氨基酸组成的氨基酸链组成。几乎所有现代人类体内发现的这种酶与尼安德特人和丹尼索瓦人体内发现的仅相差一个氨基酸——ADSL中第429个氨基酸在现代人类体内是缬氨酸,但在我们已灭绝的近亲体内则是丙氨酸。

科学家们指出,ADSL突变出现在现代人类身上,而不是我们已灭绝的近亲,因此很可能是在我们从尼安德特人和丹尼索瓦人谱系分离之后出现的。这促使研究人员研究这种突变可能对行为造成的影响。

先前对实验室培养细胞的研究发现,现代人类体内的 ADSL 变体产生的酶比尼安德特人和丹尼索瓦人的酶更不稳定,分解速度更快。

行为改变

这项发表于8月4日《美国国家科学院院刊》(PNAS)的新研究同样发现,在小鼠体内,现代变异会导致ADSL在多个器官(尤其是大脑)中合成嘌呤所需的化学物质含量升高。这一发现支持了以下观点:现代人类ADSL的活性低于尼安德特人和丹尼索瓦人体内的变异。

在小鼠学习通过特定光线或声音获取水的实验中,经过基因改造、拥有与现代人类相似ADSL基因的雌性小鼠比没有这种基因变体的同窝小鼠更擅长获取水。这可能表明,这种类似人类的基因变体使雌性小鼠更善于学习将水与光线或声音联系起来,或者更有动力以某种方式寻找水。

携带现代人类酶变体的雌性小鼠表现出的行为和ADSL水平变化在雄性小鼠中并未出现。“目前尚不清楚为什么只有雌性小鼠似乎获得了竞争优势,”该研究的共同作者、冲绳科学技术研究所的研究员Izumi Fukunaga在一份声明中表示。“行为本身就很复杂。”

对尼安德特人、丹尼索瓦人以及现代非洲人、欧洲人和东亚人的 DNA 进行分析的统计测试发现,ASDL 基因突变在现代人类基因组中出现的频率高于随时间推移的随机变异所表明的频率,这表明这些突变很可能提供了一些进化优势。

或许与新发现相反,先前的研究发现,导致现代人类ADSL功能障碍的遗传性疾病可能导致智力障碍、言语和语言障碍以及其他问题。这项研究的共同作者、冲绳科学技术研究所的Shin-Yu Lee在一份声明中表示,这表明在进化过程中,现代人类必须在减少ADSL活动的潜在益处与ADSL功能障碍可能带来的问题之间取得平衡。

含义不明

并非所有人都认为这项研究与现代人类繁衍生息的原因或尼安德特人或丹尼索瓦人消失的原因有直接关系。

未参与此项研究的加拿大不列颠哥伦比亚省本拿比市西蒙弗雷泽大学的古人类学家马克·科拉德解释道,这些在老鼠身上得到的结果“还不能说明现阶段人类进化的太多情况”。

然而,利用小鼠研究现代人类与已灭绝的近亲之间基因差异对行为的影响的策略“似乎非常有希望成为研究人类大脑和行为进化的一种方式,”科拉德说。“我预计未来几年我们会看到一系列类似的研究。”

未来的研究可以探究ADSL活动变化影响行为的具体机制。研究作者写道,科学家还可以探索ADSL活动变化与其他行为之间的关联,以及多种基因变化如何协同作用。

来源:大嘴叨科学

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