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尼安德塔人DNA:東亞人乳糖耐受的關鍵?

乳糖耐受性(Lactase Persistence, LP)指的是人類在嬰兒期後仍能消化牛奶中的糖分,這種能力被認為是在人類開始飼養乳牛並飲用乳製品後,於5,000至10,000年前逐漸演化而來。然而,一項新研究指出,與LP相關的基因在人類族群中出現的時間,竟然比畜牧業的興起早了數千年,這讓科學家感到相當困惑。

為瞭解開這個謎團,研究人員比對了來自全球各地數千人的基因組,並特別關注乳糖酶基因(LCT)的變異。結果,他們在乳糖不耐症比例較高的東亞族群中,發現了一種先前未知的基因單倍型(haplotype)。這種單倍型與歐洲和非洲族群中與LP相關的基因不同,但卻以類似的方式影響LCT的表現。有趣的是,這種變異出現在約25%的東亞人中,而這與東亞族群中乳糖耐受者的比例大致相符。

研究人員推測,這種新發現的單倍型很可能是東亞人乳糖耐受的關鍵。然而,進一步分析顯示,這組基因變異其實源自尼安德塔人,並在更新世時期,當我們的遠古人類祖先與這支已滅絕的人類支系交配時,被引入現代人類的基因庫中。這組單倍型隨後在25,000至28,000年前經歷了正向選擇,但由於當時人類尚未開始飲用牛奶,研究人員認為這種選擇壓力可能與消化乳糖的需求無關。

「考慮到這種單倍型源自尼安德塔人,以及正向選擇發生的時間點,它與LP相關的可能性極低。」研究作者寫道。更重要的是,東亞的單倍型不僅影響LCT基因,還改變了其他關鍵基因的表現,例如在免疫細胞發育中扮演重要角色的DARS1基因。有趣的是,與LP相關的歐洲基因變異也影響了DARS1,這暗示這些基因可能在古代人類族群中變得突出,是因為它們對免疫系統的益處。

基於這些發現,研究人員表示:「歐洲人的LCT區域可能不僅與LP表型相關,還與古代對饑荒或病原體暴露增加的適應有關。」雖然還需要更多研究來釐清這些基因變異如何影響我們的生理機能,但作者總結道:「這些單倍型在不同族群中可能因不同原因而被選擇,或者歐洲和非洲族群中的選擇也與LP無關。」

這項研究已發表於《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)。