复旦人类进化课件07人类体质表型特征的相关基因

人类体质表型特征的相关基因人与猿为什么有体质表型的巨大区别？人与猿的DNA只有1.5%的差异世界各地区人群的容貌为什么看起来很不相同？我与周围的人为什么长得既相似又不一样？孩子为什么会像他们的父母？孩子的长相为什么往往介于父母之间？基因环境人类体质表型特征的形成：环境+基因人类基因、语言、表型特征的多样性人类群体适应不同的气候和生态环境产生了基因、语言、体质表型特征等的多样性俾格米人布须曼人霍屯督人体型头后点眉间点眉间点（glabella，g）：两侧眉弓间的隆起部（眉间）在正中矢状面上（从侧面观察）向前最突出的一点。头后点/枕后点（opisthocranion，op）：头部在正中矢状面上向后最突出的一点，即离眉间点最远的一点。头长(Headlength,g-op,马丁编号:1)：眉间点(g)至头后点(op)的距离。头部古代埃及人埃赫那吞和他的家人头宽(Headbreadth,eu-eu,马丁编号:3)：左右头侧点(eu)之间的直线距离。用弯脚规测量。头侧点头侧点头侧点/颅侧点（euryon，eu）：头的两侧最向外突出之点。用弯脚规测量头宽时，其两脚端点的位置即为头侧点。颅高(Auricularheight,马丁编号:15)：自头顶点至眼耳平面的垂直距离。头水平围(Horizontalheadcircumference,马丁编号:45)：眉间点（glabella，g）：两侧眉弓间的隆起部（眉间）在正中矢状面上（从侧面观察）向前最突出的一点。头后点/枕后点（opisthocranion，op）：头部在正中矢状面上向后最突出的一点，即离眉间点最远的一点。颧骨突出度：指颧骨体发达程度，从侧面观察是否遮住鼻背和颊前面的界限等。突出：颧骨体突出，侧面观，鼻颊间界限为颧骨所遮；中等：颧骨体发达适中，鼻颊间界限大部可见；微弱：颧骨体不突出，颧骨前面逐渐转为侧面，鼻颊间界限清晰。面部面宽(Facebreadth,zy-zy,马丁编号:6)：左右颧点(zy)之间的距离。用弯脚规测量。颧点（zygion，zy）：颧弓上向外侧最突出之点。一般在颊部的后外方，有时在接近外耳处。上眼睑皱褶：上眼睑皱褶是由于提上脸肌有纤维延伸至皮下，肌肉收缩时造成附着处皮肤的退缩而出现有横向的皱褶。欧洲人频率极低，东亚人频率高。分为四级：无、﹥2mm、1-2mm、达睫毛处。眼部内眦褶（蒙古褶）：指眼内角处有一个上眼睑皱褶的延续部（皱襞），并多少覆盖着泪阜。多数存在于东亚人。无（0级）：皱襞不遮盖泪阜；微显（1级）：皱襞稍有一点遮盖泪阜；中显（2级）：皱襞遮盖泪阜大部分；甚显（3级）：皱襞几乎全部覆盖泪阜。眼裂开度：被测者的两正视前方，观测其上下眼睑之间的距离。一般分为三级：狭窄、中等、较宽。狭窄中等较宽眼裂倾斜：眼睛内角和外角的位置。一般分为三种：眼内角与外角几乎在同一水平；眼外角高于内角；眼内角高于外角。眼外角高于内角眼外角与内角平行眼内角高于外角眶口形状近圆形椭圆形正方形长方形斜长方形眶口的四角圆钝，四边成弧形，眶高与眶宽几乎相等。眶口的四角圆钝，四边成弧形，但眶宽明显大于眶高。眶口的四角近直角，四边几乎呈直线，眶宽与眶高接近。与正方形的眶边和眶角均相似，但眶高明显小于眶宽。眶口的四角两个为锐角（上内侧角和下外侧角），两个为钝角（上外侧角和下内侧角），眶高明显小于眶宽。眶宽(Orbitalbreadth,mf-ek,马丁编号:51)：上颌额点(mf)至眶外缘点(ek)之间的距离。(左右)眶高(Orbitalheight,马丁编号:52)：与眶宽相垂直的眶入口的最大径。(左右)鼻根点凹陷：从侧面观察，可分为四级：无凹陷：鼻根点几乎呈直线连续；略凹陷：鼻根点处略有凹陷；明显凹陷：鼻根点处凹陷明显；深度凹陷：鼻根点处凹陷甚深，额骨与鼻骨相接处有明显转折；无凹陷略有凹陷明显凹陷深度凹陷鼻部鼻根高度：主要以鼻根在两眼内角连线上的垂直高度来衡量。一般分三种类型：低平：鼻根微高于两眼内角的连线。中等：在低平与较高之间。较高：鼻根明显高于两眼内角连线。鼻孔形状在鼻孔平面，鼻孔最大径呈纵向位置或两鼻孔最大径形成的夹角小于90°为窄型；鼻孔最大径呈横向位置或二者夹角大于90°为宽型及特宽型。梨状孔形状梨形心形三角形整个梨状孔较高而窄，基底部较平直，呈梨形。整个梨状孔较低而宽，基底正中部略高，形如心脏。整个梨状孔的高径和宽度几乎相等，基底部较平直，呈三角形。鼻高(Noseheight,n-sn,马丁编号:21)：鼻根点(n)至鼻下点(sn)的距离。用直脚规测量。鼻长(Noselenght,n-prn,马丁编号:23)：鼻根点(n)至鼻尖点(prn)的距离。用直脚规测量。鼻宽(Nosebreadth,al-al,马丁编号:13)：左右鼻翼点(al)之间的距离。用直脚规测量。后斜型直型凸型颏形侧面观：下唇皮肤部以下到颏下点之间隆突轮廓向前突出的情况。分为如下三种类型。颏部方形圆形尖形颏形正面观颏形方形圆形尖形不对称形下颌骨前部的下缘较平直，在颏结节处有一转折，颏结节明显。下颌骨前部的下缘呈弧状，在颏结节处转折平缓，颏结节不发达。下颌骨前部因颏隆凸发达呈尖状前突，而在颏结节处转折平缓，颏结节不发达。因两侧不对称而呈现不规则的形状。下颌角间宽(Bigonialdiameter,go-go,马丁编号:8)：左右下颌角点(go)之间的距离。用弯脚规测量。美人沟下巴（欧米伽型下巴）色素沉着语言音调乳糖耐受酒精耐受汗腺毛发牙齿面颅特征皮肤衰老指纹……人类体质表型特征的相关基因研究色素沉着黑色素颗粒的多少、分布和疏密程度决定人体颜色的深度。黑皮肤人：黑色素细胞在每平方毫米内约1400个以上；白皮肤人：黑色素细胞在每平方毫米内约1000个以下；黄皮肤人：黑色素细胞在每平方毫米内约1300个左右。血红素增多可以使皮肤黑里透红或白里透红。人体颜色：褐色的黑色素、红色的氧合血红素、蓝色的还原血红素、黄色的胡萝卜素（核黄色素）。•黑色人种多居住在非洲中部和太平洋赤道岛屿区域，其黑色素分布浓密。黑色素细胞在每平方毫米内超过1400个。•黑素人种并非人人纯黑，也有朱古力色、暗朱古力色、黑檀色(如塞内加尔俄洛甫人)、深橙色(如苏丹西部松海人)、青铜色(如安达曼人)、橙色等不同系列。•白色人种多居住在阳光弱的高纬度欧洲地区，黑色素细胞在每平方毫米内约1000个以下。•白色人种并非人人纯白，越近极区的人群肤色越白(如北欧人)，而长期生活在热带、亚热带的人群则显现出浅橙色、浅黑色(如希腊人)。•白色人种还包括红白色、灰白色等皮肤，红白色皮肤是由于欧洲人皮肤浅血光透映出来造成的。•居住在季风区的亚州人种，阳光辐射没有赤道强烈，也没有欧洲地区那样少而弱，处于中等强弱，所以人们的皮肤呈黄色，黑色素细胞在每平方毫米内约1300个左右。•黄色人种的肤色包括淡黄、橙黄、栗色、黄白、白色、橙色等系列。同样近赤道的人群较黑(如马来人)，而近极区的人群较白(如朝鲜人)。SLC24A5(solutecarrierfamily24member5)基因突变造成的一种氨基酸差异对于欧洲人浅色皮肤具有贡献意义。金斑马鱼是普通斑马鱼的变种，比普通斑马鱼肤色浅。金斑马鱼的金色突变，金斑马鱼的黑素体比普通斑马鱼数量少、体积小、色素分布稀----SLC24A5基因突变。人的SLC24A5基因在序列上与金斑马鱼的极为相似。欧洲人祖先携带有SLC24A5基因突变(等位基因rs1426654；Ala111Thr)，从而导致欧洲人的皮肤、头发和眼睛的黑色素数量少、体积小、色素分布稀。该SLC24A5基因突变约起源于1.5万年前的中东和印度地区。欧洲人肤色变浅主要由SLC45A2、SLC24A5、TYRP1三种基因决定。LamasonRL,MohideenMA,MestJR,etal.,Science,2005.白皮肤基因色素沉着（Pigmentation）MC1R(melanocortin-1receptor)，黑色素皮质1型激素受体，是控制黑色素合成的主要基因，其遗传缺陷可造成皮肤缺乏黑色素的天然保护功能。MC1R基因与红色头发、皮肤苍白有关联，并与雀斑、阳光敏感性有关，会增加皮肤癌、黑色素瘤的风险。这种人不易将皮肤晒成小麦色（英格兰、苏格兰有1/3的人携带MC1R基因突变）。尼安德特人(20～4万年)，一部分尼人拥有MC1R基因突变，红色头发、白皙皮肤、雀斑。最近的研究发现，MC1R基因突变能使人显老，看上去比实际年龄平均老2岁。红头发基因：MC1RLalueza-Fox,Römpler,Caramelli,etal.,Science,2007.Robles-Espinoza,Roberts,Chen,etal.,NatCommun,2016.Liu,Hamer,Deelen,etal.,CurrBiol,2016.色素沉着（Pigmentation）KITLG基因与北欧人的金发之间存在紧密联系，该基因编码的配体参与形成一种与色素细胞生成有关的蛋白，而基因调控区的一个碱基从A突变成了G，就会产生金发后代。金头发基因：KITLGCatherineAGuenther,BosiljkaTasic,LiqunLuo,etal.,NatureGenetics,2014.色素沉着（Pigmentation）北欧约有1/3的人KITLG基因序列上存在单一突变，使他们拥有银灰色、金棕色或深棕色头发。科学家认为：古代北欧人进化成浅肤色，有利于在低光照条件下吸收维生素D，而浅色头发则可能是随机选择的结果。性选择倾向也可能是金发遗传至今的原因之一，欧洲人认为金发更加迷人。HERC2基因内含子一个SNP位点（rs12913832）与蓝色眼睛有着强烈的相关性。如果这个SNP位置是纯合体G，80%可能是蓝眼睛。HERC2/OCA2基因，不仅对蓝眼睛有贡献，并对浅色皮肤和金发亦有贡献。最新研究发现，拥有蓝色眼睛的人容易发生酒精依赖症，而拥有深棕色眼睛的人发生酒精依赖的现象则相对较少。最新研究发现，7000年前石器时代的西班牙男性猎人，拥有蓝色眼睛、黑皮肤（缺乏能够导致白肤色基因SLC24A5/SLC45A2突变）、微卷的深棕色头发、乳糖不耐症。Eiberg,Troelsen,Nielsen,etal.,HumGenet,2008.Mengel-From,Børsting,Sanchez,etal.,ForensicSciIntGenet,2010.Sulovari,Kranzler,Farrer,etal.,AmJMedGenetB,2015.蓝眼睛基因：HERC2、OCA2色素沉着（Pigmentation）大约8500年前，生活在中南欧的西班牙、卢森堡、匈牙利的狩猎采集者，拥有蓝眼睛基因（HERC2/OCA2）突变，但缺乏白肤色基因（SLC24A5/SLC45A2）突变，即他们的皮肤是深色的。然而，大约7700年前，在遥远的欧洲北部（瑞典南部Motala遗址）的狩猎采集者，则拥有蓝眼睛基因（HERC2/OCA2）突变，同时携带两个浅肤色基因（SLC24A5/SLC45A2）突变。生活在北欧的古代狩猎采集者已经拥有了白色皮肤和蓝眼睛，而与此同时，生活在中欧和南欧的人具有深色皮肤和蓝眼睛。OCA2基因的突变，可以引起Ⅱ型皮肤白化病。OCA2基因上的一个SNP位点（rs1800414；His615Arg)与东亚人的肤色强烈相关。rs1800414在汉族人群和南亚人群中存在显著差异。东亚人浅肤色基因：OCA2OCA2的突变导致东亚人群肤色浅化，其遗传进化机制远不同于导致欧洲人肤色浅化的SLC24A5/SLC45A2基因的突变。说明人类在向高纬度迁徙过程中，尽管发生了肤色变浅的趋同进化，但是欧洲人和亚洲人具有远不相同的遗传机制。也说明人类的肤色浅化是一个多基因多因素影响的过程。Edwards,Bigham,Tan,etal.PLoSGenet,2010.Yang,Zhong,Chen,etal.,MolBiolEvol,2016.色素沉