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促進繁殖的基因突變也會縮短壽命

促進繁殖的基因突變也會縮短壽命
  • 來自超過 276,000 人的基因數據表明,繁殖和壽命在基因上呈強烈負相關,這意味著促進繁殖的基因突變往往會縮短壽命。

  • 具有較高生育率的基因突變的人活到 76 歲的可能性較低。

  • 這支持了進化生物學家喬治·威廉斯(George Williams) 1957 年提出的理論,他提出,導致衰老的基因突變受到自然選擇的青睞,因為它們在生命早期有利於促進早期繁殖或產生更多後代。

這篇文章發表在 sciencedaily.com 上:

密西根大學領導的一項研究對超過 276,000 人的遺傳和健康資訊進行了回顧,發現了數十年歷史的進化理論的有力支持,該理論試圖解釋衰老和衰老。

1957年,演化生物學家喬治威廉斯提出,如果導致衰老的基因突變在生命早期有利於促進早期繁殖或產生更多後代,那麼它們可能會受到自然選擇的青睞。 威廉斯當時是密西根州立大學的助理教授。

威廉斯的想法現在被稱為衰老的拮抗多效性理論,仍然是對老化(變老或老化的過程)的流行進化解釋。 雖然該理論得到了個別案例研究的支持,但它缺乏明確的全基因組證據。

在這項計畫於12 月8 日發表在《科學進展》上的新研究中,密西根大學進化生物學家建志張和一位中國同事利用英國生物銀行資料庫中276,406 名參與者的遺傳、生殖和死亡登記資料測試了威廉斯假說。

他們發現繁殖和壽命在基因上呈現強烈負相關,這意味著促進繁殖的基因突變往往會縮短壽命。

此外,根據該研究,攜帶導致其生育率相對較高的突變的個體比攜帶導致其生育率相對較低的突變的個體活到 76 歲的可能性更低。

然而,作者警告說,繁殖和壽命同時受到基因和環境的影響。 作者表示,與環境因素相比——包括避孕和墮胎對生殖的影響以及醫學進步對壽命的影響——研究中討論的遺傳因素發揮的作用相對較小。

「這些結果為威廉斯的假設提供了強有力的支持,即衰老是自然選擇的副產品,旨在更早和更多地繁殖。自然選擇很少關心我們在繁殖完成後能活多久,因為我們的適應性很大程度上是在繁殖結束時決定的。 ” 密歇根大學生態與進化生物學系馬歇爾·W·尼倫伯格學院教授張說。

適應性是生物學家用來描述有機體特徵增加其後代數量的程度的概念。

「有趣的是,我們發現,當你控制基因預測的繁殖數量和時間時,生兩個孩子相當於最長的壽命,」張說。 “孩子越少或越多,都會縮短壽命。” 此結果支持了先前幾項研究的結果。

張在《科學進展》論文上的共同作者是中國醫學科學院和北京協和醫學院的龍二平。 研究開始時,朗是密西根大學的訪問學生。

在遺傳學中,多效性的概念認為單一突變可以影響多個性狀。 根據具體情況,相同的突變可能既有益又有害,這種想法被稱為拮抗性多效性,由威廉斯在題為“多效性、自然選擇和衰老進化”的論文中提出,作為衰老起源的基礎。 ”

對生物學家來說,老化特別指身體機能逐漸衰退,表現為隨著年齡的增長,生殖能力下降,死亡率上升。

英國生物銀行資料庫使張和龍能夠在基因組規模上評估繁殖和壽命之間的遺傳關係。

研究人員檢查了資料庫中 583 個與繁殖相關的遺傳變異的頻率,發現一些與較高繁殖相關的變異在近幾十年來變得更加常見,儘管它們同時與較短的壽命相關。 變異頻率的增加可能是自然選擇更高繁殖率的結果。

張說:“拮抗性多效性假說預測,大多數增加繁殖但縮短壽命的突變的適應性優勢大於劣勢,因此會受到選擇性青睞。”

即便如此,人類的預期壽命、出生率和生殖行為在過去幾十年都發生了巨大的變化。 具體來說,根據這項新研究,世界上超過一半的人生活在出生率下降、避孕、墮胎和生殖障礙發生率上升的地區。

另一方面,全球人類出生時預期壽命從1950年的46.5歲穩定成長到2019年的72.8歲。

張說:“這些趨勢主要是由重大環境變化驅動的,包括生活方式和技術的變化,與本研究中確定的遺傳變異的自然選擇引起的變化相反。” “這種對比表明,與環境因素相比,遺傳因素在這裡研究的人類表型變化中發揮的作用較小。”

故事來源:

材料 由...提供 密西根大學. 注意:內容的風格和長度可能會被編輯。

密西根大學。 “研究表明,促進繁殖的基因突變往往會縮短人類的壽命。” 科學日報。 《科學日報》,2023 年 12 月 8 日。/發布/2023/12/231208190004.htm>.


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