中科院这篇最新论文“类人猿物种中经历过正向选择基因数量相当”对古人类学、遗传学和精准医学有那些意义？ 第1页

我认为这个“数量相当”不怎么可靠，但应该比历史研究更接近事实。

种群中的个体有时会出现能提高个体的生存力、增强个体的求偶能力或增加个体每次产生的可育后代的数量的基因突变，具有这样的基因的个体很可能比其他个体留下更多后代，促使该基因在种群中扩散。这样的广义自然选择称为正向选择（positive selection）。

题目里的这篇文章称，对最新组装的灵长类物种基因组进行了比较进化分析，在类人猿的所有进化分支中检测到 211 个经历过正向选择的基因；过滤低质量位点和遗传漂变引起的假阳性后，在人和黑猩猩中分别鉴定出 39 个和 40 个经历过正向选择的基因，这比历史研究显示的数量差距小得多。

• 此前，美国密歇根大学的研究人员比较人与黑猩猩的 1.4 万个基因，发现人有 154 个基因表现出正选择迹象，黑猩猩有 233 个，差距明显。
• 看起来，双方的部分基因来自不同的细菌与病毒的水平基因转移。

题目里的这篇文章花了些篇幅解释他们的结果为何与上述研究不同：不同的数据，不同的数据处理方法，一些等位基因数据的不完善。文章的讨论部分承认“我们无法识别所有类人猿进化中的所有正向选择基因”。这方面的研究将来还可以再搞。

这项研究声称超过一半的多基因家族^[1]表现出正向选择的迹象，正向选择可能导致重复的基因分化出不同功能，这是基因组中的重复基因在“随机地搞坏、变成假基因并逐步减少”之外的出路。

许多经历过正向选择的基因与人体的功能变化、表型变化有关，例如：

• LC39A6 的正向选择可能与人的神经发生和高级认知能力相关。
• CD36 的正向选择可能与降低灵长类对疟疾的易感性有关，其变异版本可能增加人对疟疾的易感性。
• CA14 的正向选择可能有助于人类神经系统的进化
• SOD1 的正向选择可能与人的寿命延长有关，在果蝇体内过表达该基因会延长其寿命。SOD1 还有其他作用（SOD1 表达上调到一定程度可能产生更多的过氧化氢，从而增加细胞损伤），其变异版本可在人体内引起多种疾病。
• 拮抗多效性假说认为，有益于早年生活的基因容易受到更积极的正向选择，这些基因中的一部分可能会损害晚年生活质量，参与导致衰老^[2]。SOD1 可能是一个案例。

历史上，有人假设“经历过正向选择的基因往往与疾病有关”：人当前的生活环境与生活方式跟祖先经历过的大不一样，在过去的环境与生活方式下有利而经历正向选择的基因，现在可能反而显得有害（例如能促进脂肪积累的基因在营养过剩的人群中造成肥胖与相关疾病）。这项研究显示，人身上经历过正向选择的基因与人的疾病相关基因间没有显著关联。这可能部分归因于 OMIM 的更新：OMIM 中的基因已从历史假说依赖的 2007 年版本中的 847 个增加到 2021 年的 2301 个，过去的统计数据可能是以偏概全的；这项研究使用的更严格的正向选择标准也可能排除了一些历史上认为相关的统计学信息。

可以根据动物现在的表型、古气候数据、出土化石的表现之类推测特定的正向选择是在什么时候对应什么样的环境出现的，并在多个物种间比对；这可能反过来修正古气候研究。

可以谈谈利用这些知识防治特定疾病与抗衰老的潜力。将非人灵长类身上经历过正向选择、显示出特定用途的基因拿到人身上治病有点难度，但好歹比水螅纲什么的近多了；将人的这类基因搞到非人灵长类身上做实验可能比较贵，但有钱的生物技术公司也挺多的。

参考

1. ^ 由某一祖先基因经过重复和变异所产生的一组具有功能相似、碱基序列相同或部分同源的基因
2. ^ 就是说，衰老是一些基因的副作用，这些基因靠在一定时期内对个体的健康程度和/或生育能力的正面贡献被正向选择。读者可以想到极端的例子“繁殖后马上死，但一次繁殖产生的后代数量比没这个基因的个体一辈子产生的还多，就可以靠数量淹没非携带者”