一個(gè)研究小組的科學(xué)家利用一個(gè)令人驚嘆的新技術(shù)，完成了一個(gè)古老的西伯利亞女孩31倍的基因組測(cè)序，這種新方法采用了一種新型的擴(kuò)增單鏈DNA的技術(shù)。
這種精度令這一研究團(tuán)隊(duì)能將這個(gè)生活在西伯利亞Denisova洞穴中，超過(guò)五萬(wàn)年前的女孩的基因組，直接與現(xiàn)代活著的人類(lèi)進(jìn)行比較，獲得了一個(gè)造成我們與Denisovans人種（尼安德特人近親）之間少數(shù)基因的變化的“接近完整”的目錄，“這是作為一個(gè)現(xiàn)代人類(lèi)的遺傳配方，”領(lǐng)導(dǎo)這一研究的，馬普進(jìn)化人類(lèi)學(xué)研究所的古人類(lèi)遺傳學(xué)家Svante Pääbo說(shuō)。
然而諷刺的是，利用僅留下一個(gè)小手指骨和兩顆牙齒的化石，完成的Denisovans這種高分辨率的基因組測(cè)序，是目前遺傳信息zui清晰的古人類(lèi)基因組序列，也比具有數(shù)百個(gè)標(biāo)本尼安德特人基因組研究成果更好。
研究人員證實(shí)了Denisovans與一些現(xiàn)代人類(lèi)的祖先進(jìn)行過(guò)交配，并且這個(gè)古人類(lèi)遺傳多樣性小，這表明他們的小人群隨著現(xiàn)代人類(lèi)的人口進(jìn)一步的擴(kuò)大，而逐漸減少。“Meyer 和他的同事革新了古人類(lèi)DNA研究領(lǐng)域——再次，” 賓夕法尼亞大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家Beth Shapiro說(shuō)（未參與此次研究）。
Pääbo研究組曾在2010年，*次在這一領(lǐng)域中，報(bào)道了一份低覆蓋率（平均1.3個(gè)拷貝）的三個(gè)尼安德特人的綜合核基因組序列，他們發(fā)現(xiàn)歐洲人和亞洲人1%-4%的DNA，而不是非洲人，與尼安德特人相同，并得出結(jié)論：現(xiàn)代人類(lèi)曾以較低水平與尼安德特人雜交。
短短7個(gè)月后，這一研究組又公布了來(lái)自Denisova洞穴中一個(gè)女孩的小指骨頭樣品的，1.9拷貝的基因組序列，他們發(fā)現(xiàn)這個(gè)女孩既不是尼安德特人，也不是一個(gè)現(xiàn)代人——雖然這兩個(gè)物種的骨骼也在這個(gè)洞被發(fā)現(xiàn)了。這是一個(gè)新出現(xiàn)的人種，他們稱(chēng)之為Denisovan。研究小組發(fā)現(xiàn)，在一些東南亞國(guó)家島嶼上出現(xiàn)了“Denisovan DNA”，并得出結(jié)論，他們的祖先也與Denisovans的祖先出現(xiàn)了雜交，可能發(fā)生在亞洲。
但是，這些基因組的質(zhì)量太低，無(wú)法獲得一個(gè)可靠的基因差異圖譜。其中一部分原因是，古人類(lèi)DNA是零碎的，而且大部分從骨骼中提取出來(lái)后，都分解成了單鏈DNA。
而Meyer的突破就在于研發(fā)了一種能通過(guò)單鏈DNA開(kāi)始測(cè)序過(guò)程，而不用通常需要的雙鏈DNA的方法。
他們?cè)趩捂湹膬啥思由狭颂厥夥肿?，古人?lèi)DNA就放置代酶拷貝序列的位置。這樣獲得的結(jié)果能對(duì)女孩手指微少的10毫克樣品，進(jìn)行6-22倍擴(kuò)增，研究小組一次至少可以捕獲覆蓋99.9%的可繪制圖譜的核苷酸位點(diǎn)，超過(guò)92%的位點(diǎn)至少20倍，這被認(rèn)為是一個(gè)可靠地識(shí)別位點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。31個(gè)拷貝中大約一半來(lái)自女孩的母親，一半來(lái)自她的父親，這樣就得到一個(gè)“與個(gè)近期人類(lèi)基因組相當(dāng)質(zhì)量”的基因組，威斯康星 John Hawks 說(shuō)（未參與研究）。
現(xiàn)在，這一古老基因組就明確了，Meyer和他的同事們發(fā)現(xiàn)，Denisovans就像是現(xiàn)代人類(lèi)一樣，有23對(duì)染色體，而不是像黑猩猩一樣的24對(duì)。通過(guò)比對(duì)Denisovans基因組和文獻(xiàn)中的人類(lèi)基因組，研究小組計(jì)算出，Denisovan和現(xiàn)代人群是在17萬(wàn)-70萬(wàn)年前間分離開(kāi)來(lái)的。
令Pääbozui興奮的是，不同人群之間基因差異的這個(gè)“幾乎完整的目錄”。其中包括了在過(guò)去約十萬(wàn)年間，現(xiàn)代人類(lèi)出現(xiàn)的111,812個(gè)單核苷酸變化。
在這些突變中，有8個(gè)基因與神經(jīng)系統(tǒng)的構(gòu)架相關(guān)，包括那些參與神經(jīng)軸突和樹(shù)突的基因，以及與自閉癥有關(guān)的基因。Pääbo特別感興趣的是一個(gè)收到FOXP2基因調(diào)控的基因，F(xiàn)OXP2基因與言語(yǔ)障礙有關(guān)。這是“一個(gè)吸引人的推測(cè)：在現(xiàn)代人中也許出現(xiàn)了突觸傳遞的關(guān)鍵方面的變化，”研究組寫(xiě)道。
34個(gè)基因與人類(lèi)疾病相關(guān)聯(lián)。這份名單提出了一些基因表達(dá)研究的明顯候選基因。 “很酷的是，這不是一個(gè)天文數(shù)字般的大名單，”Pääbo說(shuō)。 “在未來(lái)十年或二十年，我們的小組和其他人也許能分析這些基因。”
這項(xiàng)研究完成的測(cè)序內(nèi)容完整，研究人員通過(guò)這些結(jié)果，就像是獲得了一個(gè)活生生的人的照片——例如，這個(gè)女孩有棕色的眼睛，頭發(fā)和皮膚。“沒(méi)有人想到，我們能以這種質(zhì)量完成一個(gè)古老的人類(lèi)基因組的序列測(cè)定，”德國(guó)馬普進(jìn)化人類(lèi)學(xué)研究所博士后Matthias Meyer說(shuō)，“每個(gè)人都對(duì)這一數(shù)據(jù)感到震驚，其中也包括我。”
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