与神秘且已灭绝的人类亲戚的邂逅——– 在现代巴布亚人的免疫特征上留下了印记,特别是生活在新几内亚岛的人。
这是我们描述的一个新发现在发表于的一项研究中公共科学图书馆遗传学今天。它进一步表明,我们现代人类的多样性不仅仅是进化而来的——其中的某些部分是我们从其他灭绝的人类群体中获得的。
人类是地球上唯一活着的物种人属属。但直到 50,000 年前,我们的祖先才与其他多种物种共存,有时甚至相互作用。人属全球各地的团体。其中大多数我们只能通过稀疏的考古遗迹,这让我们对我们的进化表亲有了诱人的了解。
但对于两个群体来说,还有别的东西:DNA。得益于技术进步,科学家们从化石中提取了 DNA 并对其进行了测序。因此,我们现在拥有了最著名的古人类的完整基因组序列,即尼安德特人,以及一个更加难以捉摸的群体,丹尼索瓦人。
虽然很多自 1860 年代首次发现以来,欧洲各地都出土了化石,已知数量化石正好适合手掌大小——毫不夸张地说!
我们掌握的基因组序列来自小指最小的骨头。它属于西伯利亚一个洞穴中一名 6 万年前少女的遗骸,这是迄今为止已知最大的丹尼索瓦人化石。
祖先的踪迹
这些基因组序列改变了我们对已灭绝亲戚的看法。其一,他们很快证明,随着人类向非洲以外的地区扩张,我们与其他人群发生性关系并生下孩子。
他们的基因组痕迹仍然存在于今天活着的个体身上,并传承了数百代。
如果是,这些痕迹存在于今天所有非非洲血统的人身上。就丹尼索瓦人而言,我们在亚洲各地的人群中发现了他们基因组的少量痕迹,特别是在巴布亚新几内亚和东南亚岛国,那里的个体可能有高达 4-5% 的基因组来自这些祖先。
但识别我们基因组中的这些 DNA 片段仅仅是一个开始。
DNA 发挥作用
真正的挑战是找到这种 DNA 对携带它的人的生物学影响——值得记住的是,绝大多数人都是携带这种 DNA 的人。我们的具体研究问题是查明可能受其存在影响的分子过程。
对尼安德特人 DNA 的研究表明,遗传变异来自他们可以改变水平例如,一些人类基因在其中表达。我们还知道尼安德特人对我们的免疫系统(包括人们对感染的反应方式的差异),并到皮肤和头发颜色的变化。
但目前尚不清楚丹尼索瓦人的 DNA 是否在现代人类身上留下了类似的趋势。
2019年,一项研究表明丹尼索瓦人 DNA 可能存在于巴布亚人(即新几内亚岛原住民)基因组中的基因组坐标。
这促使我们开始研究这些区域,以了解可能受到丹尼索瓦人 DNA 影响的细胞和生物过程。我们对这个问题采取了混合方法,首先进行计算预测,然后进行基于实验室的实验来验证我们的发现。
此外,我们还利用这些人体内已知的尼安德特人 DNA 来强调丹尼索瓦人特有的贡献。这让我们对与这些亲戚的遭遇如何给现代人类留下潜在的生物学和进化后果有了更全面的了解。
丹尼索瓦人的独特贡献
我们注意到,在巴布亚人中,丹尼索瓦人和尼安德特人的遗传变异偶尔都会出现在负责调节附近基因表达水平的基因组部分中。
然而,只有丹尼索瓦人变体被一致预测会出现并影响控制免疫相关基因表达水平的元件。
因此,这些不同的 DNA 来源可能以不同的方式促进巴布亚人的遗传和表型多样性。
为了验证我们的预测,我们设计了一项实验,将五个丹尼索瓦人序列与现代人类对应序列进行比较,并测试了它们实际影响一种称为淋巴细胞的特定免疫细胞内基因表达水平的能力。
在这五个案例中的两个案例中,丹尼索瓦人变种确实对基因表达水平产生了与现代人类对应物明显不同的影响。它们影响已知在应对传染性微生物方面发挥重要作用的基因,包括。
事实上,丹尼索瓦人(而非尼安德特人)似乎对当今巴布亚人的免疫系统做出了贡献,这一事实也告诉我们一些关于这些古代人的信息。
尽管人们对丹尼索瓦人在亚洲的生活范围知之甚少,但这表明他们的免疫系统发生了变化,以适应环境中的传染病。
当人类搬进来的时候六万年前,这些 DNA 片段可能有助于我们成功定居在世界的这一地区。
虽然我们的研究首次阐明了丹尼索瓦人 DNA 在现代人类遗传多样性中的贡献,但仍有一些令人兴奋的问题需要解决。特别是,目前尚不清楚丹尼索瓦人和尼安德特人遗传变异的总体贡献是否始终存在差异。
同样重要的是要注意,我们在静息条件下测试了免疫细胞的遗传变异。这意味着相同或其他遗传变异可能在环境中产生不同的影响——这将是未来研究的一个重要问题。
艾琳·加列戈·罗梅罗,人类遗传学高级讲师,墨尔本大学和大卫·维斯帕芗, 博士后研究员,墨尔本大学。









