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百岁老人长寿是由基因决定?专家:生活环境或才是关键影响因素

时间:2020-01-28 17:19:36

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百岁老人长寿是由基因决定?专家:生活环境或才是关键影响因素

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本文作者:@马猴,亚利桑那大学——神经科学与认知科学

9月1日,当代最重要的遗传学学者之一,Trudy Mackay和她的团队以果蝇为模型,展开了史上最大规模的寿命基因研究,试图把所有和寿命有关的基因全都扒个底朝天。3月5日,Mackay团队公开了这项耗时近7年的研究结果,他们发现,虽然基因差不多鉴别全了,但是这些基因影响寿命的方式,和大家此前所预想的完全不同[1]。

这项研究的初衷是探索基因、环境和性别这三个变量对果蝇寿命的影响。为了让三者能够顺利的相互作用,研究人员在18°(低温)、25°(室温)和28°(高温)三种不同的温度环境下(温度是对果蝇寿命影响最大的环境因素之一)养育了70209只不同性别,携带有不同基因变异的果蝇,并且逐一记录了这些果蝇的寿命。通过这种方式,辅以极其复杂的统计运算,研究人员从果蝇中成功的鉴别出了1008种对寿命有影响的基因。

好消息是,这些基因中有663种与人类同源,换句话说,它们对果蝇寿命的影响很大程度上可以直接套用在人类身上。在对其中的15种基因进行简单的功能分析后,研究人员发现这些基因的主要功能涉及神经发育,维护认知功能和运动能力。

接下来就是坏消息了,后续的数据分析显示,这些基因对寿命的影响,从程度到方向,全都取决于具体的环境。同一种基因,在低温环境里有延寿效果,但放进高温环境里就会大幅削减果蝇的寿命,而且反之亦然。

不仅仅是环境,性别也一样。同一个基因能让雌性果蝇长命百岁,而携带它的雄性果蝇就注定要早早归西,同理,雄性果蝇的"长寿基因"对雌性果蝇来说也是不幸的根源。

更绝望的是,同一种基因对于寿命还能打出环境和性别的"组合拳":一种基因,在特定的环境下对特定的性别有延寿效果,换一种环境和性别的组合,可能延寿效果变弱了,也可能直接就变成反效果了。总而言之,与此前大家预想的特定基因直接决定寿命完全不同,这项研究显示基因对寿命的影响具有高度的情景依赖性(context-dependent)。

时光派点评:

是不是看的一头雾水?这篇文章确实从内容到结论都对读者极其的不友好,不仅绝大多数的篇幅都用来描述让人头疼的统计运算方式,而且整个研究的思路朝向也带着一种莫名的违和感。但是没关系,接下来笔者带着大家换个角度来重新思考一遍。

这项研究的思路和结果显得出人意料的原因,在于我们对一种名为“突变累积”的衰老遗传学理论的不正确认识。“突变累积”认为基因对寿命的影响源自于有害的突变,在生长的过程中这些有害突变不断积累,形成了衰老和病理,最终导致寿命的终结。这一理论容易被错误的理解为,基因的作用都是固定的,长寿基因只要没有受损或者表达受到限制,就一定会帮助果蝇长寿。

但这项研究结果支持的恰恰是与这种错误理解直接对立的"拮抗性多效"理论(antagonistic pleiotrophy)。这条理论认为,同一种基因所表现出来的功能,只在特定的情况下对生命体有益,比如一种基因能使果蝇更多的产热,那自然就能使携带它的果蝇在低温环境下更好的生存,在高温环境中早夭,而且由于产热会消耗大量的营养资源,这会加重雌性果蝇在生成卵子时的生存负担,对雄性果蝇则几乎没有影响。

带着这种思路回头重新看看这项研究,会不会觉得一切都合理了很多?不过这也引申出一个现在生活中的小问题,不知道大家有没有听过一种简易基因检测,只需要一点唾液或者血液样本,就能告诉你自己有没有"长寿"基因、"能喝酒"基因、"睡觉香"基因等等?想想"拮抗性多效"理论,想想这项研究的结果,再想想这种测试的内容,你觉得它靠谱吗?基因型与表现形式的关系比我们期望的更加复杂,想要了解自己会不会长寿,单单是一张写满基因序列的报告是远远不够的。

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