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不用等到2016:成为狗所付出的惨痛代价

2015.12.22

  上周Science公布了2016重要突破预测(Science:2016值得关注的科学领域),其中就包括狗的起源,Science编辑指出关于狗起源研究可能正在接近一个明确的答案,一个可以解决驯化史上最大谜团的答案。而今天(12月22日)《美国国家科学院院刊》(PNAS)公布的一项研究成果也许能缩短这个时间距离。

  圣人说过,福祸相依。一项研究表明,从狼到狗的驯化,以及之后犬类品种的多样化都有可能会增加狗基因组携带的有害突变。

  “根据人们意愿筛选得到的一些性状,也会播下有害的种子,给它们带来更多有害突变,”来自华盛顿大学的遗传学家Joshua Akey说(未参与该项研究)。

  犬科动物的驯化,最初可以追溯到至少1.5万年前去,这是一个漫长而复杂的过程,需要花费数百甚至数千年。早期人类可能的确饲养了可爱的小狼,但它们长大时依然还是野性的生物。目前绝大多数专家认为狗是自我驯化的,当人类祖先意识到这些动物的用处之后,他们开始了更积极的第二阶段驯化,将早期犬类培养成猎手、牧羊者和卫士。

  而这其中出现了多个进化压力导致随着驯化过程的进行也诱发了不利突变的积累,文章作者表示,其中的一个因素就是群体规模,即population bottleneck(人口瓶颈),这阻碍了自然筛选过程中对有害突变的清除。

  另外一种进化力量是正向选择,驯化者会选择一些特定性状,如如顺从或毛色。正向选择的问题在于如果有害突变出现在正向选择基因突变的附近或者相互链接,那么就有可能会被承袭下来,这种正向选择的副作用被称为选择性清除(selective sweep)。

  科学家们一直怀疑,狗驯化会导致有害突变的积累,但在这项研究公布之前,假设还是假设。

  领导这项研究的加州大学洛杉矶分校Kirk Lohmueller等人分析了来自10个国家和46个品种的19只灰狼,25只“半野生”乡村土狗(village dogs)的基因组序列,检测它们的遗传突变,寻找“有害”等位基因(系统保守位点处发生的氨基酸改变)——改变出现在许多脊椎动物体内的常见氨基酸序列也许是个错误。

  研究人员发现比较于狼,狗体内存在115个更多有害基因,而这些与低生育健康有关。研究小组还发现,其中的原因可能是选择性清除,比如说毛色基因(KIT Ligand)似乎与甲床出现鳞状细胞癌的风险增加有关。研究人员认为如果没有正向选择,那么这些疾病引起的突变可能已经被清除了,或者出现频率减少了。

  Lohmueller,随着这种遗传副作用不会成为爱狗人士的困扰,但是这意味着“特定品种性状的强选择也许更多的是为了时尚,而不是为了健康或者功能,”他补充说。

  除了狗以外,人类驯化了许多生物体,其中也出现了选育的不良签名。例如驯化的农作物也会出现遗传副作用。因此这项研究也可以用于帮助科学家们理解人类的进化历程,正如狗驯化历史上出现了多个人口瓶颈,我们在离开非洲之后也经历了多次人口规模的减少,那么是否也出现了一些有害突变呢?

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