生物谷报道：美国科学家近日研究发现，在人类发展过程中，唾液淀粉酶（salivary amylase）有可能通过帮助人类祖先从淀粉中获取更多的能量而促进了人类的进化。这一发现为研究人类对于周边环境的适应、遗传变异与人类进化的关系提供了帮助。相关论文9月9日在线发表于《自然－遗传学》上。
淀粉是现代人类重要的食物来源之一，但是如果人类唾液中缺乏淀粉酶的话，将不能有效利用这种复杂的碳水化合物，因为身体其它地方含有的酶，并不能像唾液淀粉酶这样有效分解淀粉。之前曾有研究发现，某些人拥有的制造唾液淀粉酶的基因副本数量要比其他人多，但是关于这些多余副本的作用一直没有弄清。
在最新的实验中，美国亚利桑那州立大学的人类学家George Perry和研究小组对拥有不同数量淀粉酶基因的人展开了研究。他们测量了这些人唾液中的淀粉酶含量，通过分析得出结论认为，这些多余副本能制造更多的淀粉酶，分解淀粉的能力也随之增强。
研究人员随后扩大了实验范围，分别从非洲、亚洲、欧洲和北极采集了人类唾液样本，研究发现，食物中淀粉含量高的族群，比如坦桑尼亚的Hadza，往往拥有较多的淀粉酶基因，平均为6.7个副本；而食物中淀粉含量少的族群，如中非的Mbuti，所拥有的淀粉酶基因也较少，平均为5.4个副本。另外，主要以水果为食的黑猩猩，所拥有的唾液淀粉酶基因只有两个副本。
通过比较人类和黑猩猩的基因组，Dominy认为，人类唾液淀粉酶基因的增加是从几十万年前开始的，而这与农业的出现时间（大约15万年前）相吻合。他推测，这种基因的增加促使人类脑容量增大，促进了智力的发展。不过他同时表示，还需要从不同文化的族群采集更完整的基因组序列，以确定淀粉酶基因增加的确切时间。
美国科罗拉多大学的生物学家James Sikela认为，像此次这种将人类进化与遗传变异相联系的研究，将会变得越来越普遍。此次研究是一个很好的范例，它告诉我们通过进化基因组研究，能够了解我们人类过去的一些事情。（科学网 梅进/编译）
原始出处:
Nature Genetics
Published online: 9 September 2007 | doi:10.1038/ng2123
Diet and the evolution of human amylase gene copy number variation
George H Perry1,2, Nathaniel J Dominy3, Katrina G Claw1,4, Arthur S Lee2, Heike Fiegler5, Richard Redon5, John Werner4, Fernando A Villanea3, Joanna L Mountain6, Rajeev Misra4, Nigel P Carter5, Charles Lee2,7,8 & Anne C Stone1,8
Starch consumption is a prominent characteristic of agricultural societies and hunter-gatherers in arid environments. In contrast, rainforest and circum-arctic hunter-gatherers and some pastoralists consume much less starch1, 2, 3. This behavioral variation raises the possibility that different selective pressures have acted on amylase, the enzyme responsible for starch hydrolysis4. We found that copy number of the salivary amylase gene (AMY1) is correlated positively with salivary amylase protein level and that individuals from populations with high-starch diets have, on average, more AMY1 copies than those with traditionally low-starch diets. Comparisons with other loci in a subset of these populations suggest that the extent of AMY1 copy number differentiation is highly unusual. This example of positive selection on a copy number–variable gene is, to our knowledge, one of the first discovered in the human genome. Higher AMY1 copy numbers and protein levels probably improve the digestion of starchy foods and may buffer against the fitness-reducing effects of intestinal disease.
