基因变异让秘鲁人矮小

秘鲁人是世界上最矮的人之一，基因突变可以解释这一原因。资料来源:HADYNYAH

数百种基因影响一个人的身高，但大多数差异是难以察觉的，可能只有几毫米。现在，一个研究秘鲁人(世界上最矮的人之一)基因特征的小组发现了一种基因变异，这种变异可以使一个人的身高平均缩短2厘米以上。“他们能看到这种变化，真是令人惊讶。”加州大学圣地亚哥分校的遗传学家艾玛·法利说，“这是一个相当大的影响。”

遗传学家一直在努力寻找影响身高的基因。2014年，一项名为GIANT的分析调查了25万人。“人们仍能找到新的玩家，这真令人兴奋。”马里兰州国家人类基因组研究所的遗传学家伊莲·奥斯特兰德说，“这证明了研究孤立人群的价值。”到目前为止，这种基因突变还没有在秘鲁以外出现，但是它提供了其他突变如何影响身高的线索。在秘鲁，生活在高海拔地区的需要可能推动了这种突变的进化。

哈佛医学院的两位博士后研究员周欣宇·阿斯加里和苏米亚·拉乔杜里最初都想知道一个人的DNA如何影响结核病的严重程度。他们与利马“健康伙伴”基金会的流行病学家梅根·默里合作，收集遗传信息和其他数据，包括4002名当地居民的身高。秘鲁人是世界上最矮的人之一，平均身高男性165厘米，女性153厘米。美国人和荷兰人通常被认为是世界上最高的，相比之下，秘鲁男人和女人分别比这两个国家的普通人矮10厘米和15厘米。因此，研究小组决定搜索DNA数据，寻找身材矮小背后的遗传因素。

首先，阿斯加里通过将受试者的DNA与非洲人、欧洲人和美洲土著人的基因组进行比较来评估他们的起源。在最近于纽约冷泉港举行的基因组生物学会议上，她报告说秘鲁人分别占美洲原住民、欧洲人和非洲人的80%、16%和3%。"土著美国人越多，他们就越矮。"阿斯加里说。通过将中美洲基因组的土著部分的变异与每个个体的身高联系起来，Asgari发现了一个似乎影响这一特征的特殊遗传变异。

身材矮小的秘鲁人有一个FBN1基因的等位基因。与正常的基因序列相比，该基因的一个碱基是不同的。这种微小的变化改变了一种叫做纤维蛋白-1的碳水化合物包被蛋白质中的氨基酸。这种蛋白质为结缔组织提供结构支持。先前的研究已经证实，其他FBN1突变可以影响罕见疾病患者的身高:马凡综合征影响骨骼、心脏和眼睛，通常会导致患者变得更高、更瘦；皮肤僵硬综合症的症状是身材矮小，皮肤又厚又硬。法利认为，基因和整体身高之间的新联系“在逻辑上联系了独特的生物现象”

在大约700个与身高相关的其他基因中，大部分基因单独作用很小，这些基因加在一起只能解释秘鲁人身高的7%。研究人员估计，仅新发现的等位基因就占了另外1%。阿斯加里报告说，如果一个人只携带一个FBN1突变拷贝，它将比拥有不同版本基因的人短2.2厘米。与此同时，拥有两个突变拷贝的人将会矮4厘米。

根据该小组的估计，5%的秘鲁人携带新发现的FBN1等位基因。这表明在秘鲁人当中，进化创造了矮小的身材和厚实的皮肤。许多人生活在高海拔地区，动物研究表明，生活在这些海拔地区的物种往往更小。这是对这些地方食物短缺的明显进化适应。与此同时，厚厚的皮肤也可以保护身体免受高海拔强烈紫外线的伤害。

然而，英国韦尔科姆基金会桑格研究所的遗传学家考西克·昆杜对基因突变的作用表示怀疑。他建议阿斯加里从秘鲁受试者那里获得更详细的测序数据，并在那里对更大的人群进行研究。

阿斯加里还想研究其他身材矮小的人，比如中东的一些人，以确定相同的等位基因是否也在其中发挥作用。宾夕法尼亚大学的遗传学家莎拉·蒂什科夫说，通过进一步的遗传分析，阿斯加里也许能够确定导致身材矮小的突变是何时发生的。(宗华编译)

中国科学新闻(2018-05-28第三版国际版)