고생물학을 사용하여 10,000년 동안의 면역 체계 진화를 밝히다

[아름이]

고생물학을 사용하여 10,000년 동안의 면역 체계 진화를 밝히다
날짜:
2023년 1월 13일
원천:
파스퇴르 연구소
요약:
과학자들은 인간 면역 체계의 진화를 10,000년 동안 추적하기 위해 고생물학을 사용해 왔습니다. 그들은 지난 10,000년 동안 유럽에 살았던 2,800명 이상의 개인의 게놈을 분석했습니다. 병원체 방어에 유리한 대부분의 돌연변이 빈도가 4,500년 전인 청동기 시대 이후로 증가한 시기를 파악할 수 있었다. 과학자들은 또한 염증성 질환 발병 위험이 더 높은 돌연변이가 지난 10,000년 동안 더 빈번해졌다는 사실을 관찰했습니다.

Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS 및 Collège de France의 과학자들은 고생물학을 사용하여 10,000년 간의 인간 면역 체계 진화를 추적했습니다. 그들은 지난 10,000년 동안 유럽에 살았던 2,800명 이상의 개인의 게놈을 분석했습니다. 병원체 방어에 유리한 대부분의 돌연변이 빈도가 4,500년 전인 청동기 시대 이후로 증가한 시기를 파악할 수 있었다. 과학자들은 또한 염증성 질환 발병 위험이 더 높은 돌연변이가 지난 10,000년 동안 더 빈번해졌다는 사실을 관찰했습니다. 자연 선택이 면역 유전자에 미치는 영향에 대한 이러한 계몽적인 결과는 2023년 1월 13일 저널 Cell Genomics 에 발표되었습니다.

1950년대에 유전학자 JBS Haldane은 아프리카에서 흔히 관찰되는 적혈구의 이상을 일으키는 돌연변이가 유지되거나 지속되는 이유를 이러한 이상이 수백만 명의 목숨을 앗아가는 풍토병인 말라리아로부터 보호하기 때문이라고 생각했습니다. 이 이론은 병원체가 인간이 직면한 가장 강력한 선택 압력 중 하나라고 제안했습니다. 이후 여러 인구 유전학 연구에서 이론이 확인되었습니다. 그러나 특히 병원체가 인간 집단에 가하는 선택 압력이 가장 강했던 특정 시대와 현재의 염증 또는 자가 면역 질환 발병 위험에 미치는 영향에 관한 주요 질문이 남아 있었습니다.

이러한 질문을 해결하기 위해 Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS 및 Collège de France의 과학자들은 Imagine Institute 및 The Rockefeller University(미국)와 공동으로 고생물학에 기반한 접근 방식을 채택했습니다. 화석 잔해에서 DNA를 연구하는 이 분야는 2022년 노벨 생리의학상을 고생물학자 스반테 파보(Svante Pääbo)에게 수여하기로 한 결정에서 알 수 있듯이 인간과 인간 질병의 역사와 진화에 대한 주요 발견으로 이어졌습니다. 파스퇴르연구소가 주도한 연구에서 1월 13일 Cell Genomics 저널에 게재, 과학자들은 신석기 시대, 청동기 시대, 철기 시대, 중세 및 현재를 망라하는 지난 10,000년 동안 유럽에 살았던 2,800명 이상의 개인 게놈의 가변성을 분석했습니다.

수십만 개의 유전적 돌연변이의 시간 경과에 따른 진화를 재구성함으로써, 과학자들은 처음에 유럽에서 빈도가 급격히 증가하는 돌연변이를 식별하여 유리함을 나타냈습니다. "양성" 자연 선택 하에서 진화한 이러한 돌연변이는 특히 OAS 를 포함하여 선천적 면역 반응과 관련된 기능이 풍부한 89개의 유전자에 주로 위치합니다.항 바이러스 활동을 담당하는 유전자와 ABO 혈액형 시스템을 담당하는 유전자. 놀랍게도, 병원성 환경에 대한 유전적 적응을 보여주는 이러한 양성 선택 사건의 대부분은 약 4,500년 전인 청동기 시대가 시작될 때부터 최근에 시작되었습니다. 과학자들은 이 기간 동안 인구 증가 및/또는 전염병과 같은 심각한 전염병의 확산과 관련이 있는 청동기 시대의 병원균에 의해 가해진 강력한 선택 압력에 의한 적응의 "가속화"를 설명합니다.

동시에 과학자들은 반대 상황, 즉 지난 1만 년 동안 빈도가 크게 감소한 돌연변이도 조사했습니다. 이러한 돌연변이는 질병의 위험을 증가시키기 때문에 아마도 "음성" 선택의 대상이 됩니다. 그들은 다시 한 번 이러한 선택 행사가 주로 청동기 시대에 시작되었다고 언급했습니다. 이러한 불리한 돌연변이 중 다수는 TYK2 , LPB , TLR3 및 IL23R 과 같은 선천적 면역 반응과 관련된 유전자에도 위치하며 감염성 질병 위험 측면에서 해로운 영향을 미치는 것으로 실험 연구에서 확인되었습니다. 결과는 전염병에 대한 유전적 감수성에 대한 연구에서 진화적 접근 방식을 채택하는 것의 가치를 강조합니다.

마지막으로, 과학자들은 과거에 병원체에 의해 발휘된 선택이 전염병에 대한 저항성을 부여하는 대립 유전자에 이점을 주었지만, 차례로 이러한 대립 유전자가 현재 자가 면역 또는 염증 장애의 위험을 증가시켰다는 이론을 탐구했습니다. 그들은 첫 번째로 결핵, 간염, HIV 또는 COVID-19에 대한 감수성을 증가시키고 두 번째로 류마티스 관절염, 전신성 홍반성 루푸스 또는 염증성 장 질환에 대한 감수성을 증가시키는 것으로 알려진 수천 개의 돌연변이를 조사했습니다. 시간이 지남에 따라 이러한 돌연변이의 진화를 살펴봄으로써 그들은 크론병을 포함한 염증성 질환의 위험 증가와 관련된 돌연변이가 지난 10,000년 동안 더 빈번해진 반면, 전염병이 감소했습니다. "

고생물학의 엄청난 잠재력을 활용한 연구 결과는 특히 청동기 시대가 시작된 이후 유럽에서 지난 1만 년 동안 자연 선택이 인간 면역 유전자를 표적으로 삼았고 오늘날의 면역 유전자 불균형에 기여했음을 보여줍니다. 

출처 : https://www.sciencedaily.com/