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第四届粤港澳类器官与器官芯片医工融合发展大会
Organoid Standardization Convention
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2025.11.15-16 中国·广州
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《Cell》研究人员绘制了7000年前预防艾滋病毒的基因突变图谱

《Cell》研究人员绘制了7000年前预防艾滋病毒的基因突变图谱








最近《细胞》杂志上发表了一篇关于一个在人类进化史上留下深刻印记的基因变异——CCR5delta32,揭示了这个基因变异的起源、进化历程以及它对人类健康的重要意义。CCR5delta32 基因变异与 HIV-1 抗性以及其他多种疾病有关,了解它的进化历史,不仅能帮助我们更好地理解人类的免疫系统,还可能为未来的医学研究提供新的方向。

CCR5delta32 基因变异在现代医学中有着重要的应用。它与 HIV-1 抗性密切相关,携带这种变异的个体对 HIV-1 感染具有天然的抵抗力。这种变异在现代医学中的应用不仅限于 HIV-1,还可能对其他疾病有潜在的治疗价值。例如,这种变异可能有助于开发新的免疫疗法,通过调节免疫系统来治疗其他疾病。此外,这种变异的研究也为基因编辑技术提供了新的思路,例如通过 CRISPR 技术来模拟这种自然发生的变异,从而提高人体对某些疾病的抵抗力。


CCR5delta32 是一种基因变异,它导致 CCR5 基因中出现了一个 32 个碱基对的缺失。这种缺失使得 CCR5 基因编码的蛋白质发生改变,从而影响了细胞表面的 CCR5 受体的功能。CCR5 受体在免疫反应中起着关键作用,它可以帮助免疫细胞与环境中的信号分子进行交流。当 CCR5delta32 变异发生时,这种交流被阻断,从而影响了 HIV-1 病毒进入细胞的能力。因此,这种变异为携带者提供了一种天然的保护机制。

CCR5delta32 单倍型的进化轨迹


研究人员通过对古代和现代基因组的分析,追溯了 CCR5delta32 的进化历史。他们发现,这种基因变异最早出现在大约6700年前的欧亚西部草原地区。通过对934个古代基因组和 2504个现代基因组的研究,研究人员发现 CCR5delta32 在不同历史时期和地理区域的频率变化。例如,在青铜时代和新石器时代,这种变异的频率显著增加,这表明它可能受到了正向选择,即这种变异为携带者带来了某种生存优势。


研究人员使用了一种名为 HAPI 的新模型来检测古代基因组中的 CCR5delta32 变异。这种模型能够处理低覆盖度的古代基因组数据,并且在模拟数据上表现出了高准确性和高召回率。通过对古代基因组的分析,研究人员发现在新石器时代和青铜时代,CCR5delta32 的频率显著增加,这表明它可能受到了正向选择。此外,他们还发现这种变异在拉丁美洲的出现是由于后哥伦布时期的基因交流。


HAPI 模型是这项研究的一个关键技术。它能够处理低覆盖度的古代基因组数据,并且通过结合多个标记 SNP 的信息,提高了对 CCR5delta32 变异的检测能力。这种模型不仅能够检测到变异的存在,还能够估计变异的频率和年龄。此外,研究人员还开发了一种方法来模拟古代基因组数据,这使得他们能够在不同的覆盖度下测试 HAPI 模型的性能。


研究的资深作者之一,Simon Rasmussen 教授指出,CCR5delta32 的进化历史比之前认为的要复杂得多。他认为这种变异的出现和传播可能与古代人类的迁徙和生活方式有关。另一位资深作者,Evan K. Irving-Pease 博士则强调了这种变异在现代医学中的重要性,他认为了解 CCR5delta32 的进化历史,可以帮助我们更好地利用这种变异来开发新的治疗方法。


研究人员预测,随着更多古代基因组数据的积累和分析技术的不断进步,我们对 CCR5delta32 的理解将更加深入。未来的研究可能会揭示这种变异在不同历史时期的具体作用,以及它如何影响人类的免疫系统。此外,这种变异的研究也可能为基因治疗提供新的思路,例如通过基因编辑技术来模拟这种自然发生的变异,从而提高人体对某些疾病的抵抗力。



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