贝多芬的DNA显示他可能并不那么爱音乐

贝多芬的DNA显示他可能并不那么爱音乐 对贝多芬 DNA 的分析表明,他在节拍同步方面的遗传倾向较低,而这种能力与音乐性密切相关。研究人员的研究表明,对包括著名历史人物在内的个体进行基因预测可能充满危险。现在,一个国际研究小组对贝多芬的 DNA 进行了分析,以确定这位作曲家的音乐天才有多少是遗传因素造成的。对贝多芬 DNA 进行的首次基因组分析主要关注的是贝多芬健康的可能遗传倾向,并没有研究作曲家最著名的特征,因为当时还没有一项关于音乐天赋的全基因组关联研究(GWAS)。不过,随后进行的一项涉及 606825 人的全基因组关联研究确定了 69 个基因的具体位置(位点),这些基因与节拍同步能力有显著关联:你能跟上音乐节拍拍手吗?一项后续的家族研究表明,多基因指数对几种与音乐有关的技能和特征有微小但显著的影响。多基因指数(PGIs)或多基因评分(PGS)是一个数字,它概括了许多基因变异(因此称为"多")对个体基因物理表现的估计影响。在目前的研究中,研究人员计算了贝多芬的 PGI,并将其与两个基于人群的数据集进行了比较,这两个数据集包含了数千名现代人的音乐成就数据。"对于贝多芬,我们利用他最近测序的 DNA 计算出一个多基因分数,作为他节拍同步遗传倾向的指标,"范德比尔特大学人类遗传学项目的访问研究生、该研究的第二作者塔拉-赫内乔维茨(Tara Henechowicz)说,"有趣的是,贝多芬是历史上最著名的音乐家之一,与瑞典卡罗林斯卡研究所和范德比尔特大学的人群样本相比,他在一般音乐性方面的多基因分数并不突出。有趣的是,贝多芬作为历史上最著名的音乐家之一,与瑞典卡罗林斯卡研究所和范德比尔特大学 BioVU 储存库的人群样本相比,他在一般音乐性方面的多基因得分并不突出"。事实上,贝多芬的 PGI 与两个参照人群相比都相对较低,在瑞典(STAGE)队列中位于第九百分位数,在 BioVU 中位于第十一百分位数,如下图中的黑色虚线和红色圆点所示。要说明的是,处于第九百分位数意味着有 9% 的人在他之下,91% 的人在他之上。贝多芬的节拍同步多基因指数(PGI)在现代样本的节拍同步多基因指数中排名第 9 至第11位 Wesseldijk et al./CC-BY4.0这项研究明确强调了 PGI 方法所面临的挑战。正如研究人员所指出的,贝多芬是一位享有盛誉的音乐大师,如果认为贝多芬的 PGI 低就意味着他是一位不出色的音乐家,这显然是错误的。此外,他们还表示,这同样适用于当前现实世界中对音乐天赋的评估。赫内乔维茨说:"我们的目的是以此为例,说明对一个生活在200多年前的人进行基因预测所面临的挑战。基于DNA的预测与贝多芬的音乐天才之间的不匹配提供了一个宝贵的教学时机,因为它证明了DNA测试无法给我们一个关于某个孩子最终是否会成为音乐天才的明确答案。"不过,研究结果也没有否认 DNA 对音乐天赋的贡献。之前的一项双胞胎研究发现,音乐相关特质的个体差异有相当大的遗传基础,平均遗传率为 42%。"在当前的'大数据'时代,如范德堡的 BioVU 数据库,我们有机会对大量人群进行细致研究,以揭示节奏能力或音乐活跃程度等特质的遗传基础,"该研究的合著者雷娜-戈登(Reyna Gordon)说。"目前的研究和最近的其他工作还表明,环境在音乐能力和参与度方面也起着关键作用"。研究人员指出,典型的 PGI"只能捕捉到遗传效应的一小部分",而且在很大程度上取决于 GWAS 的统计能力和目标性状的遗传率。随着全球基因组研究样本的增加和遗传率的提高,PGI 的预测价值也会提高。遗传关联还反映了遗传与环境之间特定文化的相互作用。因此,西方社会的 GWAS 不一定普遍适用于其他人群。此外,PGIs 不一定能在个体水平上做出准确的预测。多基因评分旨在很好地进行大群体比较,告诉我们一种性状的遗传风险与其他性状的遗传之间的关系。研究人员建议,在使用 PGIs 进行个人层面的预测时,包括对著名历史人物进行预测时,一定要谨慎。这项研究发表在《当代生物学》杂志上。 ... PC版: 手机版:

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《贝多芬病毒 》 简介:“贝多芬病毒” 以古典音乐为背景,讲述音乐人们在追求音乐梦想的道路上,面对才华、竞争和爱情的挑战,如同贝多芬的音乐般充满激情与挣扎。 标签:#贝多芬病毒#古典音乐剧#梦想追逐 文件大小 NG 链接:

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古DNA显示玛雅人用男童献祭

古DNA显示玛雅人用男童献祭 现在,来自奇琴伊察最年轻受害者的古DNA为这个故事增添了新线索。6月12日,发表于《自然》的一项研究分析了从现代墨西哥一处地下洞穴中发现的数十个儿童和婴儿头骨的基因组。研究发现,他们都是男孩,而且有相当一部分是近亲,包括同卵双胞胎。  库库尔坎神庙是奇琴伊察仪式中心最大的玛雅建筑。图片来源:Johannes Krause“这非常令人惊讶。”论文共同通讯作者、墨西哥国家人类学和历史研究所生物人类学家Oana Del Castillo-Chávez说,“圣井”包括男孩和女孩的遗骸,并且在奇琴伊察或其他古玛雅城市没有证据表明近亲被献祭。此外,研究中年幼的受害者与现在居住在奇琴伊察附近的人有密切关系。基因组携带的变化被称为HLA等位基因在现代玛雅人中变得更为普遍,可能与其祖先在16世纪接触流行病有关。这可能是自然选择的证据。在奇琴伊察,儿童祭祀仪式似乎是一项常规活动。Del Castillo-Chávez的同事分析的儿童遗骸是20世纪60年代在一个名为chultún的地下洞穴及附近发现的,该洞穴靠近“圣井”。这些遗骸没有显示出暴力的迹象。为了确定遗骸的性别并收集其他基因信息,Del Castillo-Chávez与德国马克斯·普朗克进化人类学研究所免疫遗传学家Rodrigo Barquera和古遗传学家Johannes Krause等合作。埋葬在chultún的大约有106人,该团队从其中64人的头骨中获得了古基因组数据。放射性碳年代测定表明,这些孩子是在公元7至12世纪中期被献祭的。除了揭示所有受难者都是男孩外,基因组数据还显示,1/4的人在chultún有一个一级或二级亲属可能是兄弟姐妹或表亲,包括两对同卵双胞胎。研究人员认为,双胞胎和近亲的出现可能与玛雅神话涉及双胞胎形象的仪式有关。目前还不完全清楚为什么选择这些孩子作为祭品。对其骨骼的同位素分析表明,他们的饮食以植物为主可能是玉米,这正是古玛雅人的典型食物。相关个体往往具有相似的同位素谱,表明他们是以相似的方式长大的。“这可能是他们为这次牺牲做的一部分准备。”Barquera解释说,“死亡和牺牲对他们与我们而言,意味着完全不同的东西。对他们来说,能参与其中是莫大的荣幸。”相关论文信息: ... PC版: 手机版:

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人类基因组中的古代病毒DNA与主要精神疾病有关

人类基因组中的古代病毒DNA与主要精神疾病有关 大约8%的人类基因组是由人类内源性逆转录病毒(HERVs)序列组成的,它是几十万年前发生的古代病毒感染的产物。直到最近,人们还认为这些“化石病毒”只是垃圾DNA,在体内没有重要功能。然而,由于基因组学研究的进步,科学家们现在已经发现了这些化石病毒在我们DNA中的位置,使我们能够更好地了解它们何时表达以及它们可能具有的功能。这项新研究建立在这些进展的基础上,首次表明人类大脑中表达的一组特定的herv会导致精神疾病的易感性,这标志着在理解导致这些疾病的复杂遗传成分方面又向前迈进了一步。蒂莫西・鲍威尔博士是这项研究的资深作者之一,也是伦敦国王学院精神病学、心理学和神经科学研究所(IoPPN)的高级讲师,他说:“这项研究使用了一种新颖而有力的方法来评估精神疾病的遗传易感性如何影响现代人类基因组中古代病毒序列的表达。”我们的研究结果表明,这些病毒序列可能在人脑中发挥的作用比最初认为的更重要,特定的HERV表达谱与某些精神疾病的易感性增加有关。”该研究分析了涉及数万人的大型遗传研究数据,包括有和没有精神健康状况的人,以及来自800个人的尸检脑样本的信息,以探索与精神疾病相关的DNA变异如何影响herv的表达。尽管大多数与精神病诊断相关的遗传风险变异影响了具有众所周知的生物学功能的基因,但研究人员发现,一些遗传风险变异优先影响了herv的表达。研究人员报告了与精神疾病相关的五种强大的HERV表达特征,包括两种与精神分裂症风险相关的HERV,一种与双相情感障碍和精神分裂症风险相关,一种与抑郁症风险相关。第一作者、伦敦国王学院IoPPN研究员罗德里戈・杜阿尔特博士说:“我们知道精神疾病有很大的遗传成分,基因组的许多部分都在逐渐影响易感性。在我们的研究中,我们能够研究与herv相关的基因组部分,从而鉴定出与精神疾病相关的五个序列。虽然目前还不清楚这些herv是如何影响脑细胞从而导致风险增加的,但我们的研究结果表明,它们的表达调节对大脑功能很重要。” ... PC版: 手机版:

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孟加拉猫的野性外表源自家猫 DNA

孟加拉猫的野性外表源自家猫 DNA 斯坦福大学医学院的研究人员与孟加拉猫饲养者合作发现,孟加拉猫的彩虹光泽和豹纹图案可追溯到家猫基因,而这些基因是在孟加拉猫与野猫繁育后被积极选择的。"遗传学名誉教授、医学博士格雷戈里-巴什(Gregory Barsh)说:"作为孟加拉猫品种独特外观基础的大多数DNA变化在家猫中一直存在。实际上,是育种的力量让它们脱颖而出"。在 3 月 25 日在线发表在《当代生物学》(Current Biology)杂志上的一项研究中,巴什和他的同事分析了 15 年来从近 1000 只孟加拉猫身上收集到的基因。巴什是这篇论文的资深作者。这些结果不仅揭示了孟加拉猫的皮毛,还有助于回答更广泛的问题,即遗传学如何编码外观,以及不同基因如何共同作用产生颜色、图案和身体特征。孟加拉猫的独特特征来自于家猫的基因,而非豹猫的祖先,经过选择性繁殖,这些特征才得以凸显。野生起源巴什和他的同事,包括资深科学家克里斯托弗-凯林(Christopher Kaelin)博士,利用猫和其他动物来研究身体特征的遗传学。在之前的研究中,他们发现了导致虎斑猫被毛颜色变化和阿比西尼亚猫身上独特斑纹的基因。"巴什说:"最重要的问题是基因变异如何导致外观变异。这个问题对不同物种有各种影响,但我们认为猫是研究这个问题的一个特别简单的方法。"从 20 世纪 60 年代到 80 年代,在生物学家让-米尔斯(Jean Mills)的领导下,饲养员们将野生亚洲豹猫(Prionailurus bengalensis)与家猫杂交,培育出了一种视觉效果极佳的新猫种。经过许多代人的努力,具有理想体貌特征和性情的猫逐渐被选育出来。1986 年,孟加拉猫被国际猫科动物协会认定为自己的新品种。巴什和凯林认为,孟加拉猫的遗传起源较近,外观独特,是研究遗传变异如何导致形态、颜色和图案多样性的一种特别有趣的方法。2008 年,他们开始联系养猫人,参加猫展,并收集孟加拉猫的颊拭子和照片。基因分析表明,孟加拉猫的奇特外貌是由经过挑选的家养基因造成的,从而揭穿了关于其野生遗产的神话,并改进了育种策略。基因惊喜斯坦福大学医学院的研究小组怀疑,孟加拉猫可能会给他们提供一种简便的方法,来探究自然进化的野生猫颜色和图案的遗传学。但在对 947 个孟加拉猫基因组进行测序后,他们发现了一些令人惊讶的现象:野生亚洲豹猫基因组中没有任何部分在所有孟加拉猫中都能找到。"几乎所有的孟加拉猫饲养者和主人都认为,家养孟加拉猫的独特外观一定来自豹猫,"Barsh 说。"我们的研究表明事实并非如此。"相反,基因特征表明,孟加拉猫的独特外观是家猫基因变异的结果。研究小组在专门研究"闪光"时也发现了类似的情况:大约 60% 的孟加拉猫拥有特别柔软的彩虹色皮毛,在阳光下就像金子一样闪闪发光。他们发现,Fgfr2 基因的突变是导致闪闪发光的原因,而这种突变并非来自豹猫,而是来自家猫。闪闪发光和潜在的Fgfr2基因突变几乎是孟加拉猫特有的。有趣的是,这种突变降低了 Fgfr2 所编码蛋白质的活性,而不是像许多突变那样使其失去活性。研究人员说,这揭示了基因变异是如何导致外观发生微妙变化的。最后,Barsh 和 Kaelin 的研究小组分析了"黑炭色"孟加拉猫的遗传学,这是一种罕见的颜色较深的孟加拉猫。他们发现了一种与黑炭色有关的豹猫基因,但只有当这种基因与家猫基因组结合时才会产生黑炭色。这种豹猫基因被称为"Asip",当它与家猫基因混合时,基本上就不能很好地发挥作用这种现象被称为"基因组不相容"。因此,在豹猫身上,Asip不会导致黑炭色,但在家猫身上,相同的基因却会导致黑炭色。巴什解释说:"不同物种之间的杂交可能会自然发生,这也是在许多人类基因组中发现少量尼安德特人DNA的原因。但野生豹猫和家猫之间的差异比人类和黑猩猩之间的差异还要大,看到这些远亲物种的DNA如何能够在一种受欢迎的伴侣动物身上存在并共同发挥作用,这实在是太了不起了"。促进生物学和育种学的发展对孟加拉猫特征遗传起源的深入了解已经在帮助孟加拉猫饲养者调整饲养方式,以创造出新的颜色和花纹。在过去的 15 年里,巴什和凯林与孟加拉猫组织密切合作,并在猫展上发表演讲。他们经常将祖先和基因数据返还给饲养者,以帮助指导他们的繁殖。"育种者对我们的数据非常感兴趣,"Kaelin 说。"他们不仅想贡献自己猫咪的 DNA,还想参与进来,帮助分析数据并听取我们的结果。这是一次很好的合作,也是公民科学的真正范例。"研究人员说,人工选择的威力有多大,这一点值得借鉴,因为如果没有亚洲豹猫的帮助,孟加拉猫的皮毛很可能就会被选择出来。巴什说:"人们有一种想法,认为我们必须获得这些远缘动物才能培育出美丽的个体和设计动物。但事实证明,所有的多样性早已在家猫基因组中等待着我们。"编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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穿越千年复原北周武帝容貌 DNA技术破解历史密码

穿越千年复原北周武帝容貌 DNA技术破解历史密码 沉睡千余年的古代帝王,他的容貌是怎样被复原的?复原的容貌准确度有多少?DNA技术是如何应用于考古研究的?又获得了哪些新的发现?DNA技术复原1400多年前北周武帝容貌1993年,陕西省考古研究院在陕西咸阳陈马村意外发现了一座北周高等级墓葬,考古发掘出土的墓志、金玺等重要文物显示,这是北周武帝宇文邕和他的皇后阿史那氏合葬的孝陵。在北周武帝孝陵考古发掘中,考古人员特别注意了对墓葬里边骨骼的采集。考古发掘结束后,考古人员对收集的人骨进行了细致的骨骼测量和表面观察,出具了骨骼检测报告,认为北周武帝宇文邕属于东亚、东北亚一带的蒙古利亚人种。之后,北周武帝孝陵考古研究虽然取得了不少成果,但受限于当时技术的发展,一些考古领域的工作只是初步展开。随着DNA技术的进一步发展,北周武帝孝陵考古研究迎来了新的机遇,陕西省考古研究院、复旦大学等联合对北周武帝宇文邕墓出土的人骨进行了DNA的科学分析,用颅骨CT扫描技术对其进行了初步面貌复原。复原结果显示,北周武帝宇文邕有着黑色头发、黄色皮肤和棕色眼睛,符合典型的东北亚、东亚人的长相。他头戴帝冕、清瘦英武、不怒自威。科研人员详解北周武帝容貌复原步骤北周武帝容貌得以复原、鲜活地展现在大家面前,让我们对1400多年前的历史人物有了一个直观的感受,整个的复原工作是由复旦大学科技考古研究院团队完成的。具体是怎么复原的呢?记者来到复旦大学的科技考古实验室,科研人员介绍了他们是如何通过DNA技术一步步复原出北周武帝容貌复原图的。复原中国古代帝王的容貌,需要获得高质量的基因组数据。科研人员运用DNA古基因组学方法,还在DNA提取、建库、捕获等方法上进行了优化提升,最终从沉睡的古代检材中,探寻到更多的历史密码。史书记载,宇文邕出身鲜卑族裔,通过DNA遗传学分析,研究团队发现,北周武帝宇文邕有约三分之一的古代黄河流域血统,这极可能是鲜卑皇族与汉人贵族长期通婚的结果,这为南北朝时期贵族之间的“胡汉融合”找到了证据。本次研究,科研人员还对北周武帝宇文邕的皇后阿史那氏的DNA进行了分析,揭开了突厥阿史那部起源之谜。北周武帝的容貌复原是一个典型的科技考古案例,通过对人类DNA进行分析,揭开更多的考古谜题。此外,复旦大学科技考古团队还在对一些古代动植物DNA,及一些古代沉积物进行DNA鉴定。目前,这支科技考古团队正在进行长江口二号古船沉积物的考古研究,DNA鉴定在长江口二号古船的瓶瓶罐罐中,也有一些新的发现。一系列生物学考古研究,通过多学科、跨学科合作,推动传统考古与科技分析深度融合,在生物科学助力深刻阐释考古资料的实践中取得重要成果,也不断刷新着对相关历史问题的认知。 ... PC版: 手机版:

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研究人员发现曲贝替定(trabectedin)绕过癌细胞DNA修复机制的方法

研究人员发现曲贝替定(trabectedin)绕过癌细胞DNA修复机制的方法 曲贝替定(Trabectedin)是一种抗癌药物,最初是从红树海鞘(Ecteinascidia turbitana)中分离出来的,已知会形成细胞毒性 DNA 加合物。它被用于治疗肉瘤和卵巢癌,与大多数抗肿瘤药物不同的是,它能在 DNA 修复活跃的细胞中充分发挥作用。资料来源:基础科学研究所这种方法包括选择与个体癌症独特属性精确匹配的药物。事实证明,精准医疗尤其有利于治疗那些已经发展到可以逃避常规治疗的癌症。曲贝替定(Trabectedin)是一种从红树海鞘(Ecteinascidia turbinata)中提取出来的药物,它在抗击对传统疗法有抗药性的癌症方面显示出了潜力。然而,它的确切作用机制一直难以捉摸直到现在。韩国基础科学研究所基因组完整性中心的 Son Kook 博士和 Orlando D. Scharer 教授与瑞士苏黎世联邦理工学院的 Vakil Takhaveev 博士和 Shana Sturla 教授通力合作,终于揭开了这种神秘化合物的神秘面纱。利用高灵敏度的高通量 COMET 芯片检测细胞基因组中形成的断裂,IBS 的研究人员揭示了曲贝替定(trabectedin)会诱导癌细胞 DNA 中的持续断裂。研究人员发现,这些DNA断裂只在具有高水平DNA修复能力的细胞中形成,特别是那些运行一种称为转录偶联核苷酸切除修复(TC-NER)途径的细胞。TC-NER是一种重要机制,可在转录过程中识别DNA损伤,启动涉及两种内切酶ERCC1-XPF和XPG的修复过程。曲贝替定(Trabectedin)的DNA损伤会破坏这一过程,它允许ERCC1-XPF进行初始切割,但会阻断XPG的后续作用,从而停止TC-NER过程。这种修复过程的中断会导致持久的 DNA 断裂,最终杀死癌细胞。COMET Chip 检测法用于测量细胞中曲贝替定(Trabectedin)诱导的断裂。每个绿点代表一个细胞核,尾部长度和从每个细胞核出现的尾部(彗星)中总 DNA 的比例与形成的断裂数量成正比。紫外线处理后(左图),由于核苷酸切除修复(NER)将紫外线损伤从 DNA 中切除,因此几乎看不到断裂。使用曲贝替定(中间)处理后,由于 NER 反应失败,DNA 断裂持续存在。断裂依赖于 NER,因为在 XPF 基因失活的 TC-NER 缺陷细胞(右)中不会出现断裂。资料来源:基础科学研究所对曲贝替定(Trabectedin)诱导的DNA断裂模式的分析表明,断裂在整个基因组中都有形成,但只在发生活跃转录和TC-NER的位点上形成。利用对DNA断裂累积机制的这一新认识,研究人员试图确定这些断裂发生在基因组的哪个位置。由此,研究人员开发出了一种名为 TRABI-Seq(TRABectedin-Induced break sequencing)的新方法,它可以精确地识别肿瘤细胞 DNA 中曲贝替定的作用位点。Son博士解释说:"ERCC1-XPF的这一切口在DNA中产生了一个可标记的游离羟基,使我们能够对DNA进行测序并定位这些断裂。"目前研究人员正在对各种癌细胞进行 TRABI-Seq 测试,以确定曲贝替定(Trabectedin)对具有高级 DNA 修复能力的肿瘤的疗效,这些肿瘤往往与癌基因激活导致的转录水平升高有关。这些发现将有助于把曲贝替尼定位为识别易受影响癌症的预测性标记物和精准治疗的治疗选择。由于曲贝替定能够靶向对传统疗法产生抗药性的肿瘤,它可能会为抗击具有高度活跃的DNA修复能力的耐药性癌症带来更多希望。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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