我们的表观基因组受到栖息地和生活方式的影响

我们的表观基因组受到栖息地和生活方式的影响
又名侏儒,中非共和国。信用:©Serge Bahuchet / Mnhn / CNRS照片库

巴斯德研究所和法国国家科学研究中心的科学家与法国及国际团队合作,对中非的俾格米狩猎采集者和班图农民的基因组进行了研究,首次表明,我们的栖息地和生活方式可以影响我们的表观基因组——在不影响基因序列的情况下控制我们基因表达的整个系统。在这项研究中,科学家们已经表明,从森林栖息地迁移到城市环境对免疫反应的表观遗传模式有着深远的影响。相反,这些人口不同的历史生活方式——定居的农业或游牧的狩猎和采集——可能会通过自然选择调节他们的基因控制,影响更持久的功能,比如那些与发展有关的功能。

这项研究发表在该杂志上自然通信2015年11月30日。

人类如何适应他们的环境,例如他们的栖息地(森林,农村或城市)及其生活方式(游牧狩猎和聚集或久坐的农业)?在人类进化过程中,环境施加了选择性压力,导致遗传突变的选择是有益的。来自人类进化遗传学单位的科学家(Institututure / CNRS 3012),由Lluis Quintana-Murci指导,CNRS在Institut Pasteur的研究主任,最近证明人类人群的栖息地和生活方式也可以具有表观遗传影响,通过引起调节基因表达的变化。

与遗传学不同,表观遗传学关注的是组成DNA和携带基因的核酸序列,而表观遗传学关注的是那些不会改变基因序列但可能影响基因表达的元素。在这项研究中,科学家们检测了DNA的表观遗传变化,例如甲基化,甲基化学基团被添加到基因序列中(见附图)。

为了确定环境影响外延蛋白的程度,科学家们在中非观察了两个人群,具有不同的生活方式和栖息地:俾格米斯,是居住在森林中的游牧猎人会员,潘图,城市,农村或森林的久坐农民栖息地。这两个人群约60,000年前分开。科学家们还调查了一群特定的潘图农,与俾格米共享了与林业相同的森林环境。

科学家通过比较这一特定森林居住的班图的基因组甲基化水平与城市或农村的潘图子的比较。他们观察到,最近栖息地的变化导致了对外观蛋白酶的变化,主要影响了免疫系统的功能。

与此同时,他们将森林居住的潘图武的甲基化与侏儒的甲基化进行了比较,这次探讨他们的生活方式的影响(潘图是农民,而侏儒是猎人收集者)。科学家们确定了与发育(大小,骨矿化等)有关的表观蛋白酶的差异。他们观察到这些变化影响了与Pygmies分开的班图的物理特征。因此,他们将这些差异称为“历史”。

尽管诸如DNA甲基化的表观遗传变化可能受到环境的强烈影响,但它们不会从一代人发电。然而,当它们通过DNA中的突变控制时,它们可以成为遗传性。研究人员证明,对影响免疫的表观蛋白酶的“最近”的变化并未涉及遗传控制,而“历史”差异确实包括一个元素使它们具有遗传性和持久性。

这些结果在一定程度上解释了为什么有些人易患某些疾病。“我们的研究表明,生活方式和栖息地的改变对我们的表观基因组有重大影响,城市化会显著影响免疫系统的表观遗传学特征。”这表明,与更传统的基因研究一起,研究表观遗传变化如何导致免疫系统更容易发生自身免疫疾病、过敏、炎症等,是多么重要。”

这种结合了种群遗传学和表观遗传学的研究可能很快就会应用于其他种群,以确定哪些生物功能受我们日益变化的环境、生活方式和栖息地的影响最大。

指的是在不改变基因序列的情况下,DNA中调节基因活性的所有变化。DNA甲基化就是其中之一。甲基是结合在基因序列上的分子。有几个甲基群的基因表达不足,而几乎没有甲基群的基因则过表达。甲基化并不会改变,它可能对基因活性产生重大影响。这些比遗传突变更灵活,更快地发生。


进一步探索

基因揭示了侏儒的历史

更多信息:Maud Fagny等人。非洲雨林猎人猎人和农民的表观态景观,自然通信(2015)。DOI:10.1038 / ncomms10047
期刊信息: 自然通信

巴斯德研究所提供
引用我们的表观基因组受到我们的栖息地和生活方式的影响(2015年11月30日)
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