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生命密码：你的第一本基因科普书 [:1700236016]
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生命密码：你的第一本基因科普书 “高处也胜寒”的秘密
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西藏的神秘、珠峰的壮丽，令无数人神往，但高原严酷的环境也让人却步。俗话说“高处不胜寒”，除了寒冷，高原地区对人类生存更为严酷的挑战是低氧。
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低海拔地区的居民初到青藏高原时，常常会出现头痛、恶心、食欲减退、疲倦、呼吸困难等症状，即所谓“高原反应”，缺氧正是罪魁祸首。多数人在经过一段时间的充分适应后，症状会自然减轻或消失，但严重者仍需服用药物才能缓解，更严重者会有其他危险后果，甚至危及生命。
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相比之下，藏族同胞生活在世界平均海拔最高、被称作“世界屋脊”的青藏高原，长年奔走于海拔高、空气稀薄、氧含量低的地域，却大多没有这些症状，被视为世界上最适应高原缺氧环境的人群。
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遗传学、考古学、语言学等多学科交叉的大量研究成果表明，汉族和藏族有着共同的祖先和非常接近的遗传背景，并且西藏多处地区的史前文化与同期的华夏文化之间存在密切联系。既然如此，为什么藏族人少有高原反应？秘密就潜藏在汉藏人民之间微小的基因差异里。
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2010年华大基因创始人之一汪建登上珠峰，攀登过程中发现藏族人更能适应高原缺氧环境（拍摄：洪海）
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藏族人高原适应基因EPAS1的发现
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华大基因、美国加州大学伯克利分校及华南理工大学等研究机构的科学家们对此展开研究，比较了世居青藏高原的藏族人、住在低海拔地区的汉族人以及丹麦人的基因序列，发现有一系列基因在藏族人的高原适应中发挥了作用，其中一个名为EPAS1 的基因尤其关键。此基因是低氧诱导通路中的重要基因，在人体应对低氧环境的细胞调节通路中起核心作用。87%以上的藏族人携带特殊版本的EPAS1 基因，而汉族人此版本基因的携带比率仅为9%。
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进一步的研究发现，“藏族人版”EPAS1 基因与血液中较低的红细胞丰度有关，而过高的红细胞丰度正是引起血液黏稠、高原反应的重要原因，进一步佐证了该基因与藏族人高原适应性的相关性，这也是首次找到藏族人特有的高原适应基因。该研究成果于2010年7月发表于著名的《科学》杂志上。
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那么，高原人是怎样获得“藏族人版”的EPAS1 基因的呢？经典的遗传学理论认为有两种较大的可能性，一是其祖先人群中本身就存在该版本，在移居高原后经历强力的自然选择而扩散开来，即“本身就有”；二是在移居高原后产生了新突变，进而在自然选择的作用力下扩散到整个人群，即“突变得来”。但奇怪的是，通过分析发现，真实的数据情况与上述两种理论推定的特征都存在差异，难以用这两种假说进行解释。
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“藏族人版”EPAS1基因的神秘来源
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为探寻藏族人高原适应基因的奥秘，华大基因的科学家和合作伙伴们在之前研究的基础上做了进一步研究，经过不懈的努力，终于在4年后找到了答案。不是“本身就有”，也不是“突变得来”，而是“别人给的”！令人震惊的是，给藏族人祖先这段基因的不是现存的人类，而是早已在数万年前灭绝的、现代人的“近亲”丹尼索瓦人。
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2010年，在南西伯利亚阿尔泰山中的丹尼索瓦洞穴中发现了丹尼索瓦人化石。科学家利用挖掘出的某根指骨中的碎块以及牙齿提取了古DNA，通过基因测序技术获得了较完整的数据。将丹尼索瓦人基因组与世界各地现代人的基因组进行比较后发现，丹尼索瓦人虽然已经灭绝，但人类祖先在漫长的演化历史中曾与丹尼索瓦人有过基因交流。而且在当今亚洲和南美洲人群中所发现的丹尼索瓦人基因片段比率要高于欧洲人群，暗示其可能曾广泛分布在亚洲大陆包括青藏高原上，很可能已经获得了高原适应的能力。
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丹尼索瓦人的洞穴
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更令人惊奇的是，藏族人的EPAS1 基因几乎与丹尼索瓦人的相应基因完全吻合，而与其他人种差异巨大。据此可以推测，中国人的祖先走上青藏高原时，很可能与已经适应高原的丹尼索瓦人发生了基因交流，他们中有一部分人走向低海拔地带，成长为今天汉族人的祖先，而渐渐丢失了特有的EPAS1 基因；另一部分人则留在了高原，由于拥有特别的EPAS1 基因而适应了高原的恶劣环境，并逐渐扩散至整个青藏高原，成为今天藏族人的祖先。
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而EPAS1 基因的故事也在一定程度上说明人类迁徙和演化过程中对极端环境的快速适应，很可能得益于跟已经适应了这些环境的其他古人类之间的基因交流，这种基因交流可能通过与其他种族通婚而获得。相关研究成果于2014年7月发表于《自然》杂志上。
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“我从哪里来”是从人类诞生起就被不断追问至今的问题，鞭策着我们用各种手段去寻找先祖的足迹，也不断用新的眼光审视自己。化石是了解过去的时光机，化石中古DNA的研究更是遗传学研究的标记。通过古DNA的测序和研究来探寻先祖的踪迹，犹如在人类演化地图上确定了若干地标，引导我们不断描圈画线，逐步勾勒出人类演化的轨迹。我们既从数据里仰望先祖们跋山涉水的艰辛脚步，也从历史里眺望人类未来的漫漫征途。
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参考资料
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1. Xin Yi, et al., Sequencing of Fifty Human Exomes Reveals Adaptation to High Altitude［J］. Science . 2010 Jul 2; 329(5987): 75–78.doi: 10.1126/science.1190371.
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2. Huerta-Sánchez E, et al., Altitude adaptation in Tibetans caused by introgression of Denisovan-like DNA［J］. Natur e. 2014 Aug 14;512(7513):194–197. doi: 10.1038.
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