人类如何适应消化淀粉类食物?

研究人员揭示了唾液蛋白淀粉酶令人惊讶的复杂进化历史。

来源:The Scientist

尽管人类每天可以产生多达 1.5 升的唾液,但大多数人都不会再考虑唾液。但唾液(更具体地说是它所含的蛋白质)与病原体以及食物中富含能量的生物分子有着重要但尚未完全了解的关系。因此,布法罗大学的进化人类学家 Omer Gokcumen 说,“它实际上是进化的温床。”

1.5 升唾液 Omer Gokcumen

唾液进化怪异性的一个例子是 AMY1 基因,它编码一种名为淀粉酶的消化淀粉的唾液蛋白。数百万年前,人类和黑猩猩的共同祖先每个染色体只有一个 AMY1 拷贝,或者每个二倍体细胞有两个。从那时起,AMY1 就变得有点失控了:现代人类可以拥有 2 到 17 个拷贝。1 “对于一个功能区域来说,这几乎是闻所未闻的,”Gokcumen 说。“只有在 [DNA] 不做任何事情的区域才会看到这种变异。”此外,Gokcumen 说,当一个基因复制并保持完整时,它通常会经历新功能化,逐渐获得突变,直到它能够执行新功能。然而,无论 AMY1 复制多少次,它本质上都保持不变。

AMY1 AMY1 AMY1 2 和 17 个拷贝 1 AMY1

过去几年来,Gokcumen 和他的团队一直在探索 AMY1 拷贝数变异的方式、时间和原因。在《科学》杂志上发表的一项关于现代和古代人类的新基因组分析中,研究人员在各种个体中更详细地重建了该区域,为发挥作用的突变机制提供了新的见解,并改写了 AMY1 扩增的时间表。2

AMY1 基因组分析 科学 AMY1 2 AMY1

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AMY1 AMY1 早期人类 3 AMY1 AMY1 多个副本 4 AMY1 AMY2

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AMY1 拷贝数 AMY1 5 调节代谢和消化过程 6