适应自然环境和不断变化的文化在一定程度上影响了人类生理学的多样性。 最近的基因组分析表明，单核苷酸多态性（SNP）与免疫应答的适应，人体形态的明显变化或对特定人群的极端气候的适应有关。 在这里，我们报告 人 GIP 根据非同义SNP（rs2291725）的分析，在人群中选择了基因座。 比较和功能分析表明，人 GIP 该基因编码一种隐秘的葡萄糖依赖性促胰岛素多肽（GIP）亚型（GIP55S或GIP55G），该亚型包含SNP，并且相对于已知的成熟GIP肽具有抗血清降解的能力。 重要的是，我们发现GIP55G编码为 与衍生自祖先等位基因的GIP55S相比，衍生等位基因具有更高的生物活性。 单倍型结构分析表明，衍生的等位基因a 由于积极的选择，t rs2291725在约8100年前的东亚人中占主导地位。 综合结果表明，rs2291725代表功能突变，可能有助于群体遗传学观察。 鉴于GIP信号在肠小肠和肠脂肪细胞轴的稳态调节中都起着至关重要的作用， 我们的研究突显了面对新出现的糖尿病和肥胖病流行时，了解适应对能量平衡调节的重要性。
这是具有多个运动部件的纸张。
-有基因组学（广泛的基因组）
-遗传学（侧重于一些基因及其后果）
-生物化学
-以及流行病学的一些暗示，就像医学科室的一篇论文一样
第一个观察结果是rs2291725在不同人群之间差异很大。 就像我说的，这是一个外显子上的SNP GIP。 不仅如此，它是非共鸣的，这意味着它可以改变序列最终要编码的生化分子的结构，从而改变其功能。 T等位基因是祖先的变异，而C等位基因是衍生的。 这意味着C是在T的背景下产生的突变。有一个图显示了该HNP数据集中该SNP的方差的地理分布，但我认为 HGDP浏览器 产生更清晰的显示，因此它是：
如您所见，祖先等位基因在非洲占主导地位。 在一些人群中，它是固定的。 相比之下，非非洲人口之间存在相当大的差异。 在东亚，虽然不是固定的，但衍生的变体的频率很高。 在西欧亚大陆和北非，这两种变体或多或少处于大致平衡状态。 最后，在新世界中发现派生变异体的比例相当大，但发现SNP的祖先变异体的比例要比其他非非洲人口高得多。 就像美洲印第安人是如何从东欧亚大陆的一个分支衍生而来的，祖先与衍生的等位基因共同的后裔无法解释频率差异。 有趣的是，HGDP Melanesians在数据集中具有最高的衍生等位基因频率。
无论如何，大多数分析不是使用HGDP样本进行的，而是使用HapMap的前两个阶段进行的。 在此样本中，标记密度更丰富，显然，比较几个种群要比几十个更为容易。 因此，本研究的主要比较人群是中国人+日本人（ASN），犹他州白人（CEU）和尼日利亚的约鲁巴（YRI）。 立即注意到，在HapMap数据集中的两个总体之间进行成对比较时，感兴趣的SNP GIP 与其他非同义SNP相比，在人口差异之间是非常出色的。 下图以红色显示了SNP，蓝色条形图显示了Fst的全部分布曲线（人口差异之间的比例）。 rs2291725是ASN和YRI之间的Fst差异的前0.5％。
各个种族之间的预期Fst约为0.15。 ASN与YRI的差异远不止于此，当您注意到分布的偏差时，这一差异就更大了。 碰巧的是，此SNP上也有HapMap3数据。 它并没有为HGDP增加多少价值，但确实证实了以下一般结论：
人口描述符：
ASW（A）： 美国西南部的非洲血统
CEU（C）： 来自CEPH集合的具有北欧和西欧血统的犹他州居民
CHB（H）： 中国北京的汉族
冠心病（D）： 科罗拉多州丹佛市的华人
GIH（G）： 古吉拉特印第安人在得克萨斯州休斯敦
JPT（J）： 日本东京的日语
LWK（L）： 肯尼亚Webuye的Luhya
MEX（M）： 加利福尼亚州洛杉矶的墨西哥血统
MKK（K）： 肯尼亚金雅瓦的马赛人
TSI（T）： 意大利的托斯卡纳
YRI（Y）： 尼日利亚伊巴丹的约鲁班
现在，他们已经在SNP的种群变异之间建立了关系，那么SNP周围的结构又如何呢？ 请记住，SNP是一对碱基对。 T在祖先状态，C在派生状态。 SNP侧翼的变异模式。 GIP 可以告诉我们很多。 他们发现的是：
–非洲人在T等位基因周围有几种不同的单倍型。 单倍型只是一组相关标记
–东亚人的C等位基因似乎嵌入了一个单倍型或一组标记中
–有很多 连锁不平衡 东亚人的C等位基因周围
在东亚人中 H 和 卫生系统 与选择（如果不一定暗示）一致。 一个合理的情况是，C等位基因最近受到了自然选择的强烈冲击，而等位基因的频率上升得如此之快，以至于选择性扫频拖延了基因组的侧翼区域。 这将使相关人群（东亚人）中该基因区域的差异均一，因为其他许多单倍型的比例也会下降。 为了显示这里正在分析的三个HapMap种群中各个单元型的关系，他们产生了一个无根的树。 请注意，嵌入派生变体的单倍型仅具有亚洲人和欧洲人，并且自身位于单独的分支上：
我在上面指出，只是因为在基因组的这一区域中存在许多连锁不平衡和单倍型嵌段结构，但这并不一定意味着它是自然选择的目标。 可能有随机现象产生了这些结果，因此我们的推论将是假阳性。 为了检查这一点，他们运行了几种模型和模拟，这些模型和模拟在中性（非选择性）条件下改变了人口统计参数，对于亚洲样本，iHS分数通常不如感兴趣的SNP分数低。 这不能“证明”人口统计学不能解释这些结果，但是它确实比以前更可能将概率转移到自然选择上。
上面提供的间接证据是，衍生的等位基因相对较近地上升到频率（通常LD随着时间的推移而迅速衰减，因此这些测试可以检测到更多的近期选择性事件或人口统计学事件）。 他们在中性参数下进行了模拟，对于衍生的单倍型的频率，各个种群要达到我们看到的值需要100-500,000年（从最初的突变基因拷贝开始）。 后一个数字超出了现代人类的范围，而前一个数字可能早于“走出非洲”事件。 随着时间的推移保留如此多的单倍型结构是不可行的，因为世代的重组破坏了标记之间的关联。 利用重组速率，该速率将缓慢降解基因组中的长单倍型，作者推断，C等位基因及其单倍型的频率开始升高，距现在大约12-2,000，XNUMX年。
为什么在过去的10,000年中等位基因会增加频率？ 作者将游戏抽象化了：农业兴起后，人类转向了不同的初级生产方式。 这就是作用 GIP 产生具有调节我们生物化学作用的肽的过程是相关的。 GIP是 在肠道中发现的一类激素 肠降血糖素:
肠抑素是一组胃肠激素，即使在血糖水平升高之前，也会导致进食后从Langerhans胰岛的β细胞释放的胰岛素数量增加。 它们还通过减少胃排空来减慢营养物质向血流中的吸收速度，并可能直接减少食物摄入量。 如预期的那样，它们还抑制胰高血糖素从朗格汉斯岛的α细胞中释放。
胰岛素增加会降低血糖。 糖尿病是胰岛素释放机制的失灵，因此由于个人不摄取其葡萄糖，血糖开始上升。 胰高血糖素 具有相反的作用，增加血糖。 但是，仅仅因为与该通路相关的基因的外显子区域中的非同义位置发生了变化，并不意味着 一定 影响左侧所示的路径。 为了使自然选择具有吸引力，它需要对某种具体的生物过程产生影响（除非我们正在谈论某种形式的基因组内部竞争）。
事实证明，rs2291725实际上位于GIP肽的主要编码区之外。 要使其成为功能变体，还需要更多的故事。 事实证明，还有其他较不常见的变体，可以通过对此SNP，GIP55S和GIP55G进行更改来进行修改。 第一个由祖先的T等位基因产生，第二个由衍生的C等位基因产生。 GIP55S和GIP55G也可在肠中找到，尽管它们仅占总GIP的百分之几。
但是，这里变得非常有趣： 从长远来看，GIP55G表现出更多的生物活性。 换句话说，通用GIP或GIP55S（祖传变体）似乎更有效。 它们已经从基于更广泛基因的功能意义的假设转变为过去10,000年中T→C转换之间的联系。 事实证明，与不使用GIP55G的患者相比，使用GIPXNUMXG的患者具有更强的胰岛素反应，因此降血糖速度更快。
弄清楚它的去处并不需要天才。 在我们这个时代，胰岛素反应与碳水化合物之间的关系充满了烦恼。 但是我们已经怀疑，碳水化合物通过改变基因组中的拷贝数来重塑人类基因组。 淀粉酶基因。 有趣的是，派生的变体尚未修复。 也就是说，它并没有取代祖先的变体。 这可能是由于支配地位，因此一份副本几乎与两份副本一样有效，或者可能是由于某种形式的均衡选择所致，这是作者在本文中建议的。 现在是时候进行讨论了，让作者自己讲话。 他们很好地开始了：
基于基因年龄估算和生化分析，我们的研究揭示了一个功能突变，该突变与约8100年以前的东亚人群中GIP基因座的选择以及隐性GIP同工型的存在有关。 具体而言，我们表明人类GIP肽的库存最近有所不同，个人可以表达具有不同生物活性特征的GIP同工型（GIP，GIP55S和GIP55G）的三种不同组合。 未来研究这种表型变异如何影响不同饮食对血糖和脂质稳态的影响，以及人类的生理变异可归因于先前在GIP位点的基因-环境相互作用，这对于更好地了解人类对能量平衡的适应性至关重要规定。
正如我上面观察到的，许多研究人员具有生物医学背景，而美国国立卫生研究院正在为此提供资金。 进化人类学的发现尽管十分谨慎，却十分有趣并且引起了人们的浓厚兴趣。 但是我认为这不会发生任何事情：
尼尔（Neel）大约在50年前假设，先前的生理适应与现代环境之间的不匹配会导致健康风险，因为为该生物体适应性或生殖成功而选择的祖先变体可能并不是新环境下个体健康的最佳选择。 ……为了支持这种节俭的基因型假说，人类和家鼠的许多基因被暗示与农业社会的出现共同进化……饮食的快速变化与许多人类对人类生存的有害影响有关。人口...从概念上讲， GIP55C单倍型携带的抗血清GIP103G可能对患有以下疾病的个体有益 不受限制地获取食物 通过防止严重的高血糖症在许多农业社会中提供营养。 随着这些社会中选择压力的变化，古老的GIP103T单倍型可能已经成为一种责任，并在新环境中丧失了适应性。 此外，我们推测，目前在东亚人中选择GIP可能会导致主要种族之间糖尿病风险的异质性……。
您是否认为，过去一万年来，汉族人比非洲人拥有丰富的食物？ 还是比起欧洲人？ 印度人的食物比非洲人多吗？ 新世界的人口处于粮食匮乏的环境中吗？ 作为进化论的解释，这没有任何意义，因为人类大多数历史的稳定状态一直是其中的一种。 马尔萨斯主义. 少数人有很多食物，因此，肥胖与财富联系在一起。 另外，人们可以想象，社会在生产方式之间的过渡会出现一个时期，即土地会过剩，食物也很多。 但是在历史的大部分时间里，生活都是艰辛的。 这简直是一个令人难以置信的故事。 此外，该SNP不能解释糖尿病的大多数变异。 南亚人在世界上的发病率最高，但他们在衍生出的变异中所占的比例却很高。 我本人是CC（衍生）基因型的患者（我刚刚在23andMe进行了检查），并且我有家庭患糖尿病的风险，因此，我知道在个人风险评估中，这些发现对我自己的意义不容忽视。
可能不会有一种基因可以解释糖尿病或肥胖症等。 我们已经知道了这一点，但是正在发生一个奇怪的歌舞uki剧场，研究小组在其中假装一个场所的重要意义，因为它将如何看待您不在或解释其中的〜1％的资助机构。琐碎的预测值特征的方差？ 但是，通常他们在讨论中很诚实，以至于建议将一项发现纳入更广泛的认识之中……就像数百个其他感兴趣的基因一样！
本文是人类进化史的一部引人入胜的作品。 他们没有一个好的故事，但是它们的结果需要集成到更大的框架中。 但是，这篇论文也是当今科学文化的一个故事，受到生物医学相关性的驱动，而这些相关性通常只是幻影。
引文： Chang CL，Cai JJ，Lo C，Amigo J，Park JI＆Hsu SY（2010）。 欧亚人群中肠降血糖素基因的适应性选择。 基因组研究PMID： 20978139
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