基因是影響身高的主要因素,但這樣的影響出自多個基因復(fù)雜的共同作用,單個基因?qū)ι砀叩挠绊懲钟邢蕖T谝豁棸l(fā)表于《自然》的論文中,研究人員從最矮的人群之一——秘魯人體內(nèi),找到了一個對身高影響深遠的基因變體。攜帶一個基因變體時,身高平均會下降2.2厘米;一對等位基因均突變時,對身高的影響更會疊加至4.4厘米。研究人員表示,這是已知的對身高影響最為顯著的基因。
發(fā)現(xiàn)對身高影響最大的基因變體
從幼年到青春期,人類的身高會發(fā)生明顯的變化。一個常常被提及的問題是:“對于我們的身高,基因和環(huán)境的影響各占多大的比例?”根據(jù)一系列對雙胞胎身高的研究,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),遺傳因素是身高的主要決定因素,對身高的影響占比約為60%—80%,剩下的20%—40%則歸結(jié)于環(huán)境因素尤其是營養(yǎng)條件。
此前,一項涵蓋超過18萬人的全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWA)發(fā)現(xiàn),在至少180個基因位點上存在與成人身高相關(guān)的數(shù)百種基因變異。2014年,一項發(fā)表于《自然—遺傳學(xué)》的研究將研究人數(shù)擴大到超過25萬人后,發(fā)現(xiàn)在423個基因位點上,存在697個和身高相關(guān)的突變。一些基因變體通過影響腿、脊柱或是頭的長度,對人體身高造成影響;還有一些基因能在整體上影響身高。不過,其中大部分基因?qū)€體的身高影響并不明顯,通常只有1毫米左右。
為了進一步了解基因?qū)ι砀叩挠绊?,哈佛醫(yī)學(xué)院等多個研究機構(gòu)組成的團隊將焦點集中于世界上最矮人群之一——秘魯人。秘魯男性的平均身高為1.65米,而女性的平均身高是1.53米。與平均身高最高的美國人和荷蘭人相比,秘魯人平均要矮10—15厘米。在一項發(fā)表于《自然》的最新研究中,這些研究人員在秘魯人身上發(fā)現(xiàn)了迄今為止對身高影響最大的一個基因變體。
降低身高還有疊加效應(yīng)
秘魯人的基因組成主要來自于當?shù)氐拿乐尥林用?,以及?6世紀后逐漸來到秘魯?shù)臍W洲人、非洲人和亞洲人。有研究發(fā)現(xiàn),土著居民、歐洲人和非洲人的基因在秘魯人基因組中的占比,分別為80%、16%和3%。研究人員推測,一個在土著居民中普遍存在的基因變體,是影響秘魯人身高的重要因素。
為了確定影響秘魯人身高的因素,研究人員在秘魯首都利馬收集了來自1947個家庭的3134人的身高和基因組數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)在FBN1基因上,存在一個和身高相關(guān)的錯義突變——E1297G。
基因變體E1297G是由FBN1基因的31號外顯子上的堿基突變形成的。研究發(fā)現(xiàn),在染色體上,如果存在一個E1297G等位基因,就可能導(dǎo)致身高降低2.2厘米。當兩個等位基因均為E1297G,會產(chǎn)生疊加效果,也就是比不含這一基因變體的人平均要矮4.4厘米。
在此前發(fā)現(xiàn)的和身高相關(guān)的基因中,99%的基因變體對身高的影響均低于0.5厘米。研究人員認為,他們或許找到了迄今為止對身高影響最為顯著的基因。在秘魯人中,這一基因變體出現(xiàn)的概率為4.12%;而在同樣含有美洲土著基因的墨西哥人(男性平均身高約1.71米)體內(nèi),E1297G出現(xiàn)的概率為0.78%。有趣的是,歐洲人體內(nèi)不存在這一基因變體。
基因變體被保留或與環(huán)境有關(guān)
有研究發(fā)現(xiàn),一些生活在特定環(huán)境中的人群存在著一些影響身高的基因突變。例如,一項對撒丁島居民的研究發(fā)現(xiàn),編碼電壓門控鉀離子通道的基因KCNQ1上的一個基因突變,使得他們的平均身高減少了1.8厘米。而另一項研究發(fā)現(xiàn),在格陵蘭島的因紐特人中,和脂肪代謝相關(guān)的基因FADS3存在一個基因變體,使他們的平均身高減少了1.9厘米。參加這些研究的科學(xué)家認為,為了適應(yīng)特定的環(huán)境和飲食,這些地區(qū)的人群保留了這些影響身高的基因突變。
與之類似,秘魯人攜帶的基因變體E1297G,或也與他們生活的環(huán)境有關(guān)。當研究人員分析了150位來自秘魯沿海、亞馬孫森林地區(qū)和安第斯山脈地區(qū)的秘魯人,發(fā)現(xiàn)這一基因變體在沿海地區(qū)的秘魯人中存在的概率更高。其中,秘魯北海岸的莫切人含有基因變體E1297G的概率更高,他們的平均身高(男性平均身高為1.58米,女性為1.47米)也比秘魯人的平均身高更低。
研究人員猜測,這一基因變體或引發(fā)與FBN1基因相關(guān)的其他改變,如改變秘魯人的心血管系統(tǒng),為他們在沿海環(huán)境中的生存提供了更大的優(yōu)勢。但在獲得進一步的結(jié)果之前,這些還只是猜測。(環(huán)球科學(xué))
責任編輯:張馨潔 校對:楊文博
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