精神疾病會使人衰弱,並且通常涉及遺傳因素,但進化並沒有將其淘汰。現在,最近的研究開始揭示自然選擇的作用——讓我們得以窺見精神疾病的遺傳基礎是如何隨著時間推移而變化的。
許多精神疾病是多基因的:它們可能涉及數百或數千個基因和DNA突變。追蹤如此多基因區域的進化過程可能很困難,而且此類研究需要大量基因組資料集。但是,大規模人類基因組資料庫的出現使研究人員能夠尋找精神疾病與可能驅動其出現和發展的環境和社會條件之間的可能聯絡。其他人則正在研究尼安德特人的基因序列,以幫助瞭解人類的這些疾病以及認知能力。這些團隊中的幾個在10月下旬於佛羅里達州奧蘭多舉行的美國人類遺傳學學會 (ASHG) 會議上展示了他們的發現。
一項研究發現,進化選擇了被認為可以預防精神分裂症的DNA變異。這項研究由伊利諾伊州芝加哥大學的群體遺傳學家芭芭拉·斯特蘭傑領導,使用了統計方法研究了數十萬個人類基因組,該方法可以識別過去2000年中選擇的訊號。在與任何其他精神疾病相關的基因區域中,沒有選擇的跡象。
支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
加拿大本拿比西蒙弗雷澤大學的進化生物學家伯納德·克雷斯皮說,精神分裂症的許多症狀,如聽幻覺和句子混亂,都涉及與言語相關的大腦區域。他說,在人科動物的進化過程中,說話的能力可能超過了語言相關基因發生故障並在少數人中導致精神分裂症的小但不可避免的風險。
尋求背景
另一個團隊,由康涅狄格州紐黑文耶魯大學的人類遺傳學家雷納託·波利曼蒂領導,正在試圖梳理環境因素、精神疾病和行為特徵之間的聯絡。波利曼蒂和他的同事研究了來自歐洲23個地點的2455個DNA樣本,並量化了每個人患精神疾病(如自閉症)和人格特徵(如外向)的總體遺傳風險。然後,他們計算了該風險是否與某些環境因素相關,例如降雨量、冬季溫度或傳染病的流行程度,從而探索了這些因素可能參與了人類特徵選擇的想法。
他們發現,居住在冬季溫度相對較低的歐洲地區的人,在基因上更容易患精神分裂症。波利曼蒂認為,如果幫助人們耐寒的基因位於基因組中靠近促進精神分裂症的變異附近,那麼後者可能在進化過程中作為“同行者”被無意中攜帶下來。
田納西州納什維爾範德比爾特大學的進化遺傳學家託尼·卡普拉說,“這是首次嘗試在與精神疾病相關的多基因變異上新增一些環境背景”。波利曼蒂現在計劃在世界其他地區重複這項研究。
贊成與反對
然而,理清遺傳和環境的作用將是困難的,因為過去未知的環境條件可能會選擇當時有利的特徵,但今天被認為是負面的。其他進化因素可能會間接導致精神疾病。斯特蘭傑說,過度活躍的免疫系統被認為與許多精神疾病(如抑鬱症)有關,但更強的免疫系統會使人類祖先對疾病更具抵抗力。
一些研究人員正在透過不同的角度探索精神疾病的進化:透過觀察尼安德特人和人類組織中基因活動的可能差異。卡普拉和範德比爾特人類遺傳學家勞拉·科爾布蘭領導的一個小組使用現代人類基因組資料庫來尋找表明基因在體內不同組織中受到不同調節的DNA標記。然後,他們在兩個尼安德特人基因組中尋找這些標記。該團隊發現,與人類大腦相比,尼安德特人大腦中與神經發育相關的基因受到不同的調節。
因此,雖然FOXP2等與語言相關的基因的DNA序列在人類和尼安德特人中是相同的,但人類大腦可能會產生更多相關蛋白質,從而提高了語言能力。如果尼安德特人的大腦與人類大腦相似,並且他們是否可能患有類似的精神疾病,那麼研究結果最終可能會更好地瞭解尼安德特人大腦的功能。
卡普拉說,研究精神疾病是如何進化的仍處於早期階段,但是使用大規模人類基因組資料庫的能力是一個令人興奮的進步。他和他的同事計劃利用這一優勢,對尼安德特人和人類之間不同的基因區域進行調查,尋找基因表達方式的差異。
本文經許可轉載,並於2017年10月30日首次發表。
