古代基因变异在今天发挥作用

我们一次又一次地看到，遗传多样性对种群的成功和生存至关重要。在某些情况下，同一基因有许多不同的形式或版本，称为等位基因。每个基因的功能大致相同，但不同的基因变体可能以略有不同的方式完成这项工作，或者在其主要作用之外具有额外的功能。但是，当涉及到人类时，没有人知道这些变异可以追溯到多远的历史，以及它们对健康和不健康有什么贡献。现在，正如他向克里斯·史密斯解释的那样，通过将古代人类祖先的基因序列与生物库数据进行比较，布法罗大学的Omer Gokcumen可以告诉我们，在某些情况下，这些基因变异已经存在了数百万年……

欧默-我们认为如果我们能找到非常非常古老的变异，那就不是追溯到我们的祖先现代人类，而是追溯到几百万年前的直立人甚至能人。如果有变异维持了这么长时间，这就不可能是巧合。

所以有什么东西人为地把它们控制在人口中。我的意思是，当我去医学院的时候，我们总是被强迫灌输的例子是镰状细胞性贫血。一方面，这对你很不好。另一方面，如果你生活在正确的地理位置，它会保护你，也许会拯救你的生命。因此，保持这种基因流通的代价是抵御疟疾。

这是一个非常相似的想法。然而，这实际上很有趣因为这个特定的等位基因是相对较新的因为这都是关于农业和人类对景观的改造导致这些人口面临疟疾问题。但我试图找出相似类型的等位基因，但年龄要大得多。

克里斯:你怎么知道它们首先与疾病有关?

欧默-好的。所以我们实际上并不知道。我们实际上是从零开始。我们收集了人类基因组的所有变异，并询问哪些是最古老的。然后我们根据之前的研究和数据库回过头来看看这些非常非常老的基因是否与不同的疾病有关。是的。

克里斯:那你研究尼安德特人的基因组了吗?这就是你如何回到我们和尼安德特人有共同祖先的那一点，所以我们要回到，你知道，50万年前，几乎是为了找出我们的基因组在做什么?

欧默-完全正确。所以我们实际上发现了我们在尼安德特人身上共有的这些变异因为尼安德特人和现代人的祖先恰好在他们的基因组中已经有了这些变异。这是确定这些变异进化时间的一种方法:它必须有超过70万年的历史，我们用其他方法找到了一些，甚至更古老，比如，你知道，200万年，300万年。

Chris -所以你可以找到这些变异，你可以找到那些似乎在人群中保守的变异。那么你接下来用这些信息做了什么?

下一步是观察这些变异是否影响了基因组的重要部分。我们还研究了这些庞大的数据库，包括英国生物银行，这个庞大的基因组数据库，人们实际上试图将遗传变异与已知疾病和特征(如身高、糖尿病或肥胖)联系起来。然后我们观察这些古代的变体是否有什么特别之处，我们发现确实有一些特别之处它们与现代的变体有所不同。

克里斯:你的结论是什么?它们被保存在基因组中，保存在种群中，保存在基因库中因为在某些情况下，它们赋予了某种生存优势，当事情反过来时，它们可能是有害的，但它们大量存在并不是因为它们之前拯救了世界?

欧默-完全正确。我认为他们有时会拯救你很多次，但偶尔也会对你有害。一个很好的例子就是我们发现的这个200万年前的缺失。如果你有这种缺失，你实际上更容易患上牛皮癣。但与此同时，它似乎可以保护你免受皮肤感染，包括潜在的麻风病。这样就有了平衡。如果感染率很高，那么你就不太关心自身免疫了因为你不想死于感染。但如果你知道，麻风病不是一个问题，那么它就会变得有害。还有其他东西，比如生长激素受体碰巧有两种类型。这两种类型一直延续到150万年。 And it seems that one type is good in the times of starvation, but if there's starvation is not an issue, then it's not that great for you. So both types have kept in the population for a long time because on occasion we needed them.

Chris -你的分析对瓶颈问题和创始人效应有多敏感，如果你在一段时间内得到一个非常有限的人口因为时代变得非常糟糕，你可能会有一个在那些情况下帮助人们的基因的过度代表，但是你不会失去一大堆在其他情况下可能帮助他们的基因变异吗?所以我们只看到了曾经存在或可能出现的可能性的一小部分?

这是一个很好的问题，我认为我们确实只发现了一小部分存在于我们祖先的基因，我们可能已经失去了惊人的等位基因，这些等位基因可能会帮助我们，因为所有这些瓶颈和创始人效应。但是，我们仍然发现，这是论文的发现之一，我们发现这些非常古老的变体，比预期的要多很多，通过这些，你知道，这些瓶颈和创始人效应应该消除了很多。但他们活了下来。这种适应能力很强，所以存活了下来。根据我们的发现，在常见的变异中，可能有13%几乎15%是古老的。这是我们大家共有的东西。

Chris -它们中的一些在多大程度上是收敛的，因为它们非常有用，它们在历史的不同时期出现，消失，再出现?

奥默-这也是个好问题!我们通过数学和基因组技术排除了所有重复出现的基因，就像我们的分析一样。

Chris -那么你真正想要传达的信息是什么?我的意思是，除了事实之外，它确实证实了我们许多人的怀疑，但不能很好地解释，但现在我们有了一些客观证据。我们做了这项研究，我们觉得我们现在更好地理解了这一点，你想告诉我们什么?

欧默，我认为如果我必须说一句话那就是影响疾病的常见变异存在的原因我不认为，就像，你知道，我们基本上可以说，哦，就像这是一个疾病等位基因，它总是不好的。但我认为从进化的角度来看，留在种群中的东西实际上可能有一个适应的原因。