古代DNA解开12000年罕见遗传性生长障碍之谜

意大利一处冰河时期双人墓葬带来了惊人的遗传学发现。通过对生活在一万两千多年前的一对母女DNA进行分析,研究人员在关键骨骼生长基因中确认了突变,证明这名年轻个体患有一种罕见的遗传性生长障碍。她的母亲携带相同但症状较轻的突变。这一发现不仅揭开了长期存在的谜团,也证实了罕见遗传病可追溯至史前时期。

这项研究基于对1963年在意大利南部格罗塔德尔罗米托发现的一处著名旧石器时代晚期墓葬重新进行的调查。数十年来,该遗址因其不寻常的骨骼特征以及两名个体的安葬方式而引发科学家们的兴趣。研究人员长期以来一直在探究这两人的关系,以及他们的矮小身材是否由某种疾病导致。

冰河时代双人墓葬引发新问题

这两名个体以拥抱的姿态被埋葬。"罗米托2号"——一个四肢明显缩短、曾被认为是男性的年轻人——躺在"罗米托1号"的怀中,后者被认为是一名成年女性。没有受伤的迹象。罗米托2号身高约110厘米(3英尺7英寸),这个身高与一种名为肢端中轴发育不全的罕见骨骼疾病相符,尽管仅凭骨骼无法确认该诊断。罗米托1号的身高约为145厘米(4英尺9英寸),也低于当时的平均水平。多年来,专家们对他们的性别、关系,以及是否相同的疾病导致了他们俩的身材矮小争论不休。

为了进一步调查,科学家从两具骨骼的颞骨岩部(一个以保存遗传物质闻名的区域)提取了古DNA。结果显示,两人是一级亲属。研究团队随后检查了与骨骼生长相关的基因,并将检测到的变异与现代医学数据进行了比较。这项合作研究汇集了古基因组学、临床遗传学和体质人类学领域,来自维也纳大学的研究人员与意大利、葡萄牙和比利时的同事共同参与。

已知最早的人类遗传学诊断

基因检测显示,这两名个体均为女性且关系密切,最可能是母女。在罗米托2号中,研究人员发现了NPR2基因的纯合突变,该基因在骨骼发育中起着关键作用。这为肢端中轴发育不全(Maroteaux型)提供了明确证据——这是一种极其罕见的遗传性疾病,其特征是严重身材矮小和四肢显著缩短。

罗米托1号携带了同一个基因的一个单拷贝变异。这种遗传模式与较轻微的身材矮小相关,这解释了两名女性之间的身高差异。

深植于人类历史的罕见遗传疾病

该研究的共同领导者、维也纳大学的罗恩·皮哈西说:"通过应用古DNA分析,我们现在能够识别史前个体的特定突变。这有助于确定罕见遗传疾病存在的时间有多久远,也可能揭示以前未知的变异。"

该研究的第一作者、科英布拉大学的丹尼尔·费尔南德斯补充道:"确定这两名个体为女性且关系密切,使这个墓葬成为一个家族遗传病例。年长女性较轻微的身材矮小很可能反映了杂合突变,显示了同一基因如何对史前家庭的不同成员产生不同影响。"

研究结果强调了罕见遗传疾病并非仅限于现代人群。该研究的共同领导者、列日大学医院中心的阿德里安·戴利指出:"罕见遗传疾病并非现代现象,而是贯穿于整个人类历史。了解它们的历史可能有助于我们今天识别此类疾病。"

冰河时代社会关怀的证据

尽管身体面临严重挑战,罗米托2号仍然活到了青春期或成年期。她的存活表明她得到了所在社群持续的支持。该研究的共同领导者之一、罗马智慧大学的阿尔弗雷多·科帕说:"我们相信,她的生存需要其群体的持续支持,包括在充满挑战的环境中帮助获取食物和移动。"

主要发现

  • 古DNA分析揭示,在意大利南部合葬的两名个体关系密切——最可能是母女。
  • 在较年轻的个体中,NPR2基因的两个拷贝发生变异,证实了肢端中轴发育不全(Maroteaux型),这是一种以严重身材矮小和显著肢体缩短为特征的疾病;年长个体携带一个与该疾病相关的轻微身材矮小相关的单拷贝变异。
  • 研究结果表明,罕见遗传疾病在史前人群中已经存在,现在可以利用古基因组学进行研究。
  • 尽管身体受到严重限制,但较年轻个体的存活表明,她在其社群内得到了持续的照顾和社会支持。