日德科学家的最新研究揭示了 50 万年前现代人类大脑进化的关键遗传线索，发现腺苷琥珀酸裂解酶（ADSL）基因的两个关键变化重塑了人类的行为模式与认知能力。这项由日本冲绳科学技术研究所（OIST）与德国马克斯・普朗克进化人类学研究所合作完成的研究，于 2025 年 8 月发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

核心发现：ADSL 基因的双重进化突破

1. 编码区氨基酸替换
   现代人类 ADSL 酶的第 429 位氨基酸由古人类（尼安德特人 / 丹尼索瓦人）的丙氨酸变为缬氨酸。这一微小变化导致酶的稳定性下降，使大脑中嘌呤代谢的底物（如 SAICAR 和 S-ADO）浓度显著升高。实验显示，携带该突变的雌性小鼠在竞争稀缺资源（如水）时表现出更强的竞争力，提示这种代谢变化可能赋予了人类祖先在生存压力下的行为优势。

2. 非编码区调控变异
   研究团队在 ADSL 基因的非编码区域发现一组几乎存在于所有现代人类（97%）的遗传变异。这些变异通过降低 ADSL 的 RNA 表达水平，进一步抑制酶活性。统计分析表明，这些变异在现代人类走出非洲前经历了自然选择，表明存在持续的进化压力驱动 ADSL 活性下调。

代谢重塑与行为认知的关联

ADSL 酶参与嘌呤核苷酸的合成，而嘌呤是 DNA、RNA 及能量分子（如 ATP）的核心成分。研究表明，ADSL 活性降低导致的底物积累可能通过以下机制影响人类进化：

• 神经发育的微调：底物浓度变化可能重塑神经递质平衡或神经元可塑性，进而影响认知功能。例如，嘌呤代谢异常与神经退行性疾病和自闭症相关，提示该通路对大脑功能的重要性。
• 适应性行为的进化：携带现代 ADSL 变体的小鼠在资源竞争中的优势，暗示这种代谢变化可能帮助早期人类在恶劣环境中更高效地获取资源，从而促进社会协作与生存策略的发展。

进化背景与选择压力

约 50 万年前，现代人类祖先与尼安德特人、丹尼索瓦人分化后，ADSL 基因的这两个变化逐渐在人群中固定。非编码区变异的高频率（97%）和选择信号表明，ADSL 活性下调对人类生存具有重要意义。研究推测，这种代谢调整可能在应对食物短缺、气候变化或社会结构复杂化等挑战中发挥了关键作用。

科学意义与争议

该研究为理解人类进化提供了新视角，首次将 ADSL 基因的双重遗传变化与行为适应直接关联。然而，研究团队强调需谨慎解读动物模型的结果，因为小鼠与人类的神经回路存在差异。例如，列日大学神经生物学家布里吉特・马尔格兰奇指出，小鼠模型的皮质复杂性较低，可能限制对类似人类行为表型的检测。此外，ADSL 活性降低是否直接导致大脑结构或功能的改变，仍需进一步研究。

未来方向

研究团队计划探索 ADSL 基因突变与其他进化相关基因（如 TKTL1）的组合效应，以更全面解析人类认知能力的起源。同时，结合古蛋白质组学和脑成像技术，有望揭示 ADSL 代谢变化在古人类大脑中的具体作用机制。

这项研究不仅为人类学研究开辟了新方向，也为探索行为与认知的生物学基础提供了重要窗口。正如论文所述，ADSL 是少数受现代人类祖先特有进化变化影响的酶之一，其代谢重塑可能是人类成为 “万物之灵” 的关键拼图之一。