从干旱的沙漠到冰冻的苔原，从热带雨林到一些地球上最高的山峰，人类居住的环境范围之广令人难以置信。在这些极端环境中生活了数千年的土著居民已经适应了它们所面临的独特挑战。世界上大约有2%的人长期生活在海拔2500米(1.5英里)以上的地方，那里氧气稀少，紫外线辐射高，温度低。当地的安第斯人、西藏人、蒙古人和埃塞俄比亚人表现出的适应能力提高了他们在这种环境下的生存能力。例如，安第斯山脉的人，杏耀的信誉胸围增加，氧饱和度升高，低氧呼吸反应，使他们在异常高的海拔茁壮成长。虽然这些适应有明显的遗传因素，但在发育早期暴露在高海拔环境中也有一定作用，尽管其潜在机制尚不清楚。在一项新的研究基因组进化生物学和题为“全基因组表观遗传特征的适应性发育可塑性在安第斯山脉”,Ainash Childebayeva,密歇根大学的一位博士生的研究中,和她的同事们试图回答这个问题通过研究秘鲁盖丘亚族的成员,生活在安第斯山脉的高海拔地区。他们的工作揭示了DNA甲基化等机制可能与适应高海拔有关，他们的发现对生活在这样高海拔地区的人的长期健康有潜在的影响。

 

适应性通常被认为是遗传变化导致某种生理特征或表现型的表现。然而，在一种被称为发育适应或适应性可塑性的现象中，特定的遗传背景仅仅是先决条件，而暴露于特定的环境刺激(通常是在发育早期)进一步要求该性状得以表达。根据Childebayeva和其他作者的说法，“有几个安第斯高原适应性表型的例子，发育适应在成年表型的表现中起着关键作用。”例如，终生居住在高海拔地区的安第斯人比那些出生和成长在海平面的安第斯祖先的人肺容量更大。

 

为了揭示环境、发育和遗传学之间相互作用的生物学机制，Childebayeva和她的合作者专注于表观遗传学，即在不改变核苷酸顺序的情况下改变DNA分子的修饰研究。甲基化是一种表观遗传标记，即甲基加到DNA中所含的胞嘧啶核苷酸上。甲基化抑制相关基因的转录，从而通过调节蛋白质的表达来影响生物体的生物学。重要的是，DNA甲基化模式是在产前和出生后早期建立的，之后它们保持相对稳定，提供了一个早期的发育窗口，在此期间环境暴露可能有助于塑造个体的表型。

 

盖丘亚人是秘鲁的一个土著民族，他们已经在平均海拔12000英尺(3600多米)的安第斯高原上生活了11000年。为了研究表观遗传学在高海拔发育适应中的潜在作用，该研究的作者评估了三组不同海拔暴露的秘鲁盖丘亚人基因组的DNA甲基化模式:长期暴露在高海拔的高海拔盖丘亚人;移民盖丘亚人，他们出生在高海拔地区，但后来迁移到低海拔地区;还有低海拔的盖丘亚人，他们一生都住在低海拔地区，尽管他们的父母和祖父母都是高地盖丘亚人的祖先。通过比较在幼年时期共同暴露于高海拔地区的高海拔盖丘亚人和在幼年时期没有暴露于高海拔地区的低海拔盖丘亚人的甲基化DNA位置，作者能够解开暴露于高海拔地区和基因对发育的影响。

这项研究确定了甲基化与终生或早期高原暴露有关的DNA的特定位置和区域。其中一些区域与先前与高海拔适应相关的基因有关，比如那些与红细胞生产、葡萄糖代谢和骨骼肌发育有关的基因。尤其值得一提的是，这些基因中的一些已经在其他高海拔人群的遗传适应性扫描中被发现， 杏耀平台经营之道 ，如西藏人和蒙古人，这表明在多个高海拔人群中，遗传和表观遗传机制可能都在类似的途径上起作用。这些发现支持了这样一种观点，即表观遗传学与发育适应有关，早期的发育暴露对DNA甲基化模式有持续的影响。