大约 8,000 年前，当早期石器时代的农民首次从近东迁入欧洲时，他们遇到了现存的以狩猎采集为生的人群并开始混居。现在，对这一时期数百个古代基因组的全基因组研究表明，混合种群中适应性免疫基因的狩猎采集者血统比偶然预期的要多。
3 月 23 日发表在《当代生物学》(Current Biology) 上的研究结果表明，这两个群体之间的混合导致了遗传变异的嵌合体，这是自然选择作用的结果，这一过程是包括人类在内的所有生物体随着时间的推移而适应和改变的 过程。
免疫基因的变化出现在主要组织相容性复合体 (MHC) 区域，这是一组编码细胞表面蛋白并帮助我们的免疫系统识别病原体的基因。研究人员还在一种名为SLC24A5的基因中检测到更多农民血统，该基因与皮肤色素沉着有关。
“这告诉我们，基因组的这些区域正在经历自然选择，”伦敦弗朗西斯克里克研究所古代基因组学实验室的汤姆戴维 ( @TomDavy_ ) 说。“主要由 MHC 区域的狩猎采集者和SLC25A5 的农民携带的遗传变异在后代种群中的频率增加了。”
近年来，对古代基因组的研究让科学家们能够回到过去，追踪人类和其他生物的进化。虽然大多数古代 DNA 研究都集中在考古问题上，但弗朗西斯克里克研究所的 Davy 和 Pontus Skoglund 以及宾夕法尼亚大学的 Iain Mathieson 和同事意识到，越来越多的标准化和共享的古代基因组数据现在可以提出关于自然选择和史前时代的人类适应。
他们分析了来自中石器时代和新石器时代欧洲的 677 名个体的全基因组 DNA。他们的目标是寻找混合个体基因组中的任何祖先偏差，并测试这些偏差是否是自然选择的结果，而不是随机变化。
他们的分析发现，色素沉着相关基因在新石器时代当地血统中的比例最高。相比之下，混合组保留了更多来自狩猎采集者的重要 MHC 免疫位点的基因。研究人员说，这些发现可以简单地反映出免疫反应具有更多多样性的优势。另一方面，来自狩猎采集者的 MHC 等位基因可能已被积极选择，因为它们促进了新石器时代群体更好的生存和对病原体的适应。
尽管可能还有其他因素在起作用，但研究结果强调免疫功能是石器时代晚期人群自然选择的主要目标。研究人员表示，狩猎采集者的免疫表现增强令他们感到惊讶。
“一个长期存在的想法是，由于更密集的定居点、新的饮食习惯和靠近牲畜，农业生活方式推动了免疫适应，”Skoglund 说。“当农业群体从近东扩展到欧洲并与当地的狩猎采集者混合时，自然的预测是农民的免疫基因最适合农业生活方式并因此被选中。然而，我们看到相反的情况，即狩猎采集者的祖先在 MHC 免疫位点得到丰富。例如，这可能是因为狩猎采集者已经适应了在欧洲发现的病原体，或者可能是自然选择有利于免疫基因多样性的结果。”
至于色素沉着的变化，早期的研究也表明选择的原因尚不完全清楚。“一个假设是，较浅的皮肤色素沉着使农民能够从紫外线辐射中合成更多的维生素 D，而狩猎采集者则能够从他们的饮食中获得足够的维生素 D，”Mathieson 说。
总的来说，这项新研究首次将 MHC 区域适应性混合的最新发现扩展到石器时代人群的选择。研究人员表示，在 MHC 位点发现更大的多样性为理解随着向农业生活方式转变而产生的适应性开辟了新途径，研究人员指出，这是人类历史上全世界发生的根本转变。
“这项研究揭示了世界上一个地区(欧洲)农业转型期间的自然选择，但其他地区的情况尚不清楚，”Skoglund 说。“未来的古代 DNA 研究还将能够解决在人类进化过程中环境和生活方式发生变化的其他时期，免疫力在多大程度上也是一个关键目标。”
这项工作得到了 NIGMS 的支持;EMBO 青年研究者计划;瓦利基金会;欧洲研究理事会;威康信托;和弗朗西斯·克里克研究所的核心资金来自英国癌症研究中心、英国医学研究委员会和惠康基金会。
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