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肤色与祖先起源之间的遗传联系被新发现复杂化
【字体： 大 中 小 】 时间：2023年10月26日 来源：medical Xpress
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宾夕法尼亚州立大学的一个遗传学家团队正在寻找人类生物学中一个古老问题的答案:不同种族之间皮肤色素沉着基本差异的遗传起源。之间的联系…
宾夕法尼亚州立大学的一个遗传学家团队正在寻找人类生物学中一个古老问题的答案:不同种族之间皮肤色素沉着基本差异的遗传起源。根据发表在《eLife》杂志上的一项新研究，皮肤色素沉着和种族之间的联系比以前认为的要复杂得多。
研究小组已经证实，与东亚和美洲原住民祖先相关的基因，而不是与欧洲血统的人肤色较浅的基因，可以解释东亚和美洲原住民后裔肤色较浅的原因。研究小组表示，根据一个人的祖先起源，了解哪些基因负责调节肤色，对基因研究具有广泛的意义，特别是与预防或治疗某些皮肤癌有关。
宾夕法尼亚州立大学病理学和实验室医学、生物化学和分子生物学以及药理学杰出教授基思·c·程(Keith C. Cheng)说:“我们离了解我们从何而来、颜色变化是如何在分子上发生的、以及为什么肤色变化与欧洲人晒伤引发的黑色素瘤更有联系，奠定基础又近了一步。”
据Cheng说，了解人类肤色进化的关键线索存在于多米尼加联邦一小群人的基因组中。多米尼克岛位于受欢迎的马提尼克岛以北，乘船两小时即可到达，这个岩石嶙峋的小岛是卡利纳戈人的家园，卡利纳戈人是加勒比地区美洲原住民中欧洲血统最少的。
15年前，在他的实验室发现了导致欧洲人肤色较浅的基因之后，程第一次与这个主要由美洲原住民和非洲血统组成的部落联系起来。2009年，Cheng和共同通讯作者Khai C. Ang开始研究地理上和基因上隔离的卡利纳戈人，以排除同一基因也调节美洲原住民和东亚人肤色的可能性。
“在2005年确定了SLC24A5基因的变体后，下一个显而易见的问题是:美洲原住民和东亚人的肤色相似吗?”Cheng说，他领导的团队做出了这一发现。
“这两个人群的皮肤都相对较浅，但欧洲人患黑色素瘤的可能性至少是美国人的15倍。为什么东亚人和美洲原住民患皮肤癌的比例不同?”
“肤色差异长期以来一直是人类生物学的一个谜，”宾夕法尼亚州立大学病理学和实验室医学助理教授Ang说。
所有人类都起源于非洲，当他们的足迹扩展到世界其他地方时，出现了两个主要的迁徙分支:欧洲分支，包括印度次大陆和欧洲的民族;以及东亚分部，包括东亚和美洲。这两个分支的人适应了不同的地理和气候。
其中一种适应涉及黑色素，这种细胞色素负责皮肤、头发和眼睛的深色色调。它可以保护皮肤免受紫外线的伤害，而紫外线会损害皮肤细胞。但在欧洲和亚洲的北纬地区，黑色素也限制了维生素D的产生，而维生素D对人体健康至关重要，Ang说。
他说:“阳光的一个生物益处是人体在紫外线照射下产生维生素D。”“在紫外线较低的地方，黑色素较少的人可以更好地利用他们所拥有的任何暴露。”
由于这个原因，美洲原住民和东亚人的黑色素似乎比非洲人少，但他们患黑色素瘤的可能性比欧洲人低，Ang说。
昂说:“人类基因组中有多种修饰可以影响肤色，但历史上人类按祖先分为三大类:非洲人、美洲原住民/东亚人和欧洲/南亚人。”“尽管肤色与东亚人和美洲原住民相似，但欧洲人的皮肤对紫外线更敏感。某些细胞和遗传机制必须防止这种损害。”
Cheng说，现在研究小组已经证实，不同的基因决定了人类每个迁徙分支的肤色，研究人员可以开始更好地理解为什么欧洲人肤色较浅的机制导致欧洲人患黑色素瘤的比例较高。
Cheng说:“这项工作证实，在每个人类迁徙分支中，浅色皮肤的进化涉及不同的遗传机制。”
然而，据研究人员称，这项工作不仅仅是简单地测试基因。程说，卡利纳戈人“在慷慨地参与这项工作之前，受到了正当的保护。”
“我带着一种na?ve的理想主义的观点——科学可以使每个人受益，包括这个群体，”程说，并指出他很快了解到许多卡利纳戈人有充分的理由持怀疑态度。“科学家们以前曾与这样的人群合作，但没有给他们带来好处。卡利纳戈人与欧洲世界接触的历史充满了殖民主义。人们不能责怪他们多疑。”
程、昂和他们的合作者花了十多年的时间与卡利纳戈人民及其领导层建立关系。由民选官员组成的卡利纳戈委员会负责监督社区。每隔几年就进行一次新的选举，这意味着研究人员必须在每次领导层更迭时获得部落的支持。
昂说:“我们已经并将继续与卡利纳戈委员会和社区护士讨论这个项目，以及他们如何有可能帮助解开人类皮肤色素沉着的谜团，强调他们对科学的贡献。”他们同意帮忙。这太神奇了。”
在Ang的带领下，研究人员多次前往多米尼加进行数据收集，每次与卡利纳戈一起度过长达四个月的时间。虽然部落成员说英语，但他们主要用克里奥尔语交谈。研究人员与卡利纳戈的护士密切合作，护士们和他们一起前往岛上最远的地方，帮助收集唾液和皮肤阴影的测量数据，让研究参与者更舒服。作为交换，学习了一些卡利纳戈语会话的研究人员在卡利纳戈诊所做志愿者。
“我们获得了一些小额赠款，其中一笔来自好时扶轮社，用于购买医疗设备捐赠，”Ang说。
程指出，该团队还为社区提供了卫星设备，这成为2017年玛丽亚飓风后他们的主要通信手段。
研究人员说，这种共生关系反映了研究人员的科学意图。
“我们正在研究支撑所有人类的dna生物学中的这些微小变化，”Ang说。“不管我们的祖先是什么，我们都是人类，我们都很好奇。我们和卡利纳戈人一起努力，了解我们肤色的基因之谜。”
从卡利纳戈人的历史来看，研究人员怀疑他们几乎没有欧洲血统，他们证实他们只有大约12%的欧洲基因。
Cheng说:“有了这一证实，我们知道我们可以利用这一人群的数据来关注浅色色素的起源，这似乎最有可能来自东亚的共同祖先。”
所有人都有大约2万个相同的基因，但每个人携带这些基因的不同组合，称为等位基因。基因等位基因的常见组合定义了一个人的祖先——这些图谱使23andMe这样的基因祖先服务能够追踪个人祖先的历史。大多数等位基因都以微妙的方式存在差异，比如SLC24A5基因中单个字母的变化，在很大程度上导致了欧洲人共有的较浅肤色。
“这些等位基因的组合定义了祖先，并对肤色产生了巨大的影响，”程说。“我们都携带突变形式的肤色基因，或等位基因，这导致了我们个人的肤色。肤色等位基因决定了一个人的皮肤中黑色素的多少。”
Ang通过在每个参与者的上臂内侧使用反射仪来测量他们的皮肤黑色素。该装置闪光并测量光反射量;深色皮肤含有更多的黑色素，反射的光线比浅色皮肤少。然后将这些数值作为黑色素指数单位进行定量研究——数值越高，皮肤越黑。Ang还收集了每个参与者的唾液样本来研究他们的DNA。
该团队总共收集了458人的测量数据和样本，约占卡利纳戈人口的15%，其中包括三名白化病患者。他们分析了遗传祖先，并对每个样本的大约300万个肤色标记进行了测序。
“我们发现，仅美洲原住民/东亚血统就贡献了至少20个黑色素单位，”Ang说。“相比之下，我们发现的每个欧洲突变和白化病等位基因贡献了-4到-8个黑色素单位。事实证明，没有一个已发表的美洲原住民/东亚人肤色美白基因候选基因会产生可检测到的影响。”
总的来说，研究人员确定，卡利纳戈人有更多的美洲原住民血统，约占55%，而欧洲血统较少，约占12%，比任何其他加勒比人口都多。他们大约32%的祖先是非洲人。
根据研究人员的说法，黑色素指数测量和基因分析也与卡利纳戈人的口述历史相匹配，在口述历史中，参与者报告的是“黑人”、“卡利纳戈”或“混合”血统。
Cheng说:“我们现在知道，已经确定的色素沉着基因候选基因与这一人群的肤色无关。”“这意味着这个人群可能会帮助我们发现哪些基因真正导致了美洲原住民和东亚人的浅色皮肤。”
