两种基因突变助藏民适应高海拔生活环境
中国藏民血液中具有较少的血红蛋白，从而帮助他们适应高海拔环境。(图片提供：iStockphoto)
你可以把他们称作令人羡慕的谢尔巴人(编者注：居住在喜马拉雅山脉南侧，是尼泊尔和锡金境内的中国西藏人后裔，他们以登山能力出众而闻名)。长期以来，登山爱好者们一直希望他们能够发现——并且最好能学会——为什么喜马拉雅山脉的当地居民能够在那里生活和劳作，而又不会患上因氧气稀薄而导致的高空病。如今，研究人员发现，两种新的基因突变能够帮助当地藏民比生活在低海拔地区的人更有效地利用氧气；自然选择将这些天赋赐予了西藏人——他们的祖先已经在高海拔地区生活了数千年的时间。
研究人员一直对生活在中国西藏的藏民为何能在海拔4400米以上的地区繁衍生息感到困惑不解。一些生活在高海拔地区的人群，例如南美安第斯人，为了适应生活环境，其血液中会含有更多富含氧的血红蛋白。但是研究人员发现，许多生活在山地的藏民的血液中只含有少量的血红蛋白。这使得他们避免了因血红蛋白过多而导致的严重健康问题，然而在高海拔地区的生活劳动，迫使这些所谓血红蛋白减少表型的藏民必然要以某种方式将较少量的氧更有效地输送到他们的四肢当中。而研究人员则苦于一直没有搞清到底是哪些基因为这种血液中不同寻常的平衡机制负责。
一个由中国和美国科学家组成的研究团队日前报告说，他们在大多数生活在西藏高海拔地区的居民体内发现了两种与氧交换有关的遗传变异。在这项研究中，研究人员使用了两种方法来寻找这些基因。首先，他们筛选了与在血液中调节氧气有关的基因的脱氧核糖核酸(DNA)数据，发现有247种候选基因在不同的人群中存在变异。随后，研究人员对31名没有亲缘关系的中国藏民，以及生活在低海拔地区的45名中国人、45名日本人的与上述247种基因有关的DNA片段进行了分析——这些人的DNA基因型被收录于人类基因组单体型图计划(the HapMap Project)中。通过确定具有被自然选择强烈改变的特征信号的区域，研究人员能够识别在高地藏民中普遍存在的——而在低海拔地区的中国人和日本人体内没有的——相对较新的基因突变。最终，他们锁定了10个基因，其中包括两个频繁出现在那些血液中含氧量最低的藏民体内的基因——EGLN1和PPARA。研究人员在5月14日的美国《科学》杂志网络版上报告了这一研究成果。
研究人员发现，人体内拥有这些基因突变的拷贝越多 ——通过双亲继承每种有利变异的一个拷贝，其血液中的含氧量就越低，并且能够比那些没有任何一种变异，或仅仅从父亲(或母亲)那里获得一个拷贝的人更有效地利用氧气。这项研究的通讯作者、美国盐湖城犹他大学医学院的人类遗传学家Lynn Jorde表示：“拥有这些基因的藏民似乎能够更有效地处理体内的氧气。”
研究人员接下来将进行功能研究，旨在搞清这些基因突变究竟如何调节血液中的氧含量。
美国伊利诺伊州芝加哥大学的遗传学家Anna Di Rienzo认为：“这真是一篇具有开创性意义的论文。这些基因似乎具有相当大的表型效应。”
尽管这些基因似乎能够降低血液中的氧含量，但它们仅仅在藏民超强适应力的传说中起到了一部分作用，并且本身也无法变成对登山者有用的药物。Jorde指出：“仅仅减少血液中的血红蛋白会让你在适应高海拔的过程中感到很难受。”研究人员正在寻找其他的基因，它们的协调合作使得西藏当地居民能够将低水平的氧有效地输送到他们的身体组织中——这一过程可能涉及到利用一氧化氮增加体内的血液流量。
科学时报
