曾经神秘的“阿塔卡马骨架”揭示了骨病的遗传学

这具骨架是在一座废弃教堂后面的一个皮袋里发现的，它很原始:一个身材矮小的人，只有6英寸长，有一个锥形的头，10对肋骨，骨头看起来像一个8岁的孩子。这具骨架在智利的阿塔卡马沙漠被发现，后来被亲切地称为“阿塔”，它进入了黑市，用于考古发现，然后被西班牙的一位收藏家发现，他认为这可能是外星人的遗骸。

但加州大学旧金山分校和斯坦福大学的科学家对阿塔的基因组进行了法医分析，毫无疑问地证明它是人类。爱塔拥有现代人类女性的DNA，混合了印第安人和欧洲人的祖先标记，这应该是居住在她被发现的地方附近的人的特征。她引人注目的外表，科学家们称之为表型，很可能是由少数罕见的基因突变来解释的——有些已经知道，有些是新发现的——这些基因突变与侏儒症和其他骨骼和生长障碍有关。

他们的发现发表在2018年3月22日星期四基因组研究这本书不仅为爱塔来自外星的传说埋下了伏笔。这也说明了开源基因数据在使这种大海捞针式的分析成为可能方面取得了多大的进展，这种分析可以从阿塔基因组中超过270万个单核苷酸变体(snv)中确定少数突变基因，这些基因最有可能与她不寻常的身体形状有关。

加州大学旧金山分校计算健康科学研究所(ICHS)的生物信息学研究员桑奇塔·巴塔查里亚(Sanchita Bhattacharya)说:“论文中的生物信息学分析展示了公共领域可用信息的力量和财富，这些信息导致了与Ata表型相关的基因中新颖而罕见的有害变异的发现。”“分析更具挑战性，因为关于标本的信息非常有限，而且缺乏家族史，这使它成为一个独特的案例。”

巴塔查里亚使用了人类表型本体论(HPO)，这是一个将基因组数据与人类疾病中发现的异常表型联系起来的数据库房间隔缺损或心脏腔室的一个洞，导致肌肉骨骼异常。

在最初的分析中，巴塔查里亚发现了64个似乎具有破坏性的基因变异。她把它们输入HPO数据库，令她惊讶的是，该程序所指向的大多数可能的表型都与骨骼系统有关，包括“相称的矮小身材”和“11对肋骨”。Ata有10对染色体，这种表型从未被观察到。

巴塔查里亚说:“我看到它的那一刻，就发现那里发生了一些有趣的事情。”“这是少量的信息，而且我不是骨骼专家。这是一个非常盲目的分析。”

结果揭示了四种新的SNVs——一种个体水平的基因突变——已知会导致骨病，如脊柱侧弯或脱位的基因，以及另外两种与胶原蛋白产生有关的基因。

ICHS主任、加州大学旧金山分校普莉希拉·陈和马克·扎克伯格杰出教授阿图尔·巴特医学博士说，虽然晦涩难懂，但对Ata基因组的分析指向了未来的临床遗传学。

巴特说，随着基因数据的迅速积累，科学家们可以采取“逆向”的方法进行诊断。他们不是从疾病的描述开始，寻找突变基因来解释它，而是从患者的原始遗传物质开始，看看它与正常的或“参考”样本集有什么不同。从这种比较中得到的基因变异以一种不偏不倚的方式揭示了病人体内是什么过程导致了疾病。

Butte说:“分析像Ata基因组这样令人困惑的样本可以教会我们如何处理当前的医学样本，这可能是由多种突变驱动的。”“当我们研究不寻常综合征患者的基因组时，遗传上可能涉及不止一个基因或途径，这并不总是被考虑到。”

斯坦福大学医学院微生物学和免疫学教授加里·诺兰博士在2012年开始了对Ata的科学探索，当时他的一个朋友打电话说他可能发现了一个“外星人”。

诺兰认为，进一步研究Ata的早熟骨老化有一天会使患者受益。“也许有一种方法可以加速那些需要骨骼生长的人，那些骨折不好的人，”他说。“以前从未见过这样的情况。当然，没有人研究过它的遗传学。”

但诺兰也表示，他希望有一天，小爱塔能得到一个合适的葬礼。阿塔根本不是来自另一个星球的访客，她的基因组表明她是南美人，基因变异表明她来自智利奇洛特印第安人居住的安第斯地区。他说，从骨架完好无损的状况来看，它可能不超过40年。

他说:“我们现在知道，这是一个孩子，可能是产前或产后出生和死亡。”“我认为应该把它送回原籍国，按照当地人民的习俗埋葬。”