一项新发表的研究表明,新几内亚岛土著居民的免疫系统可能部分受到来自已灭绝人类物种的 DNA 的塑造。
数千年前,现代人类的祖先与尼安德特人相遇并交配——也与他们近亲和同时代的人类,丹尼索瓦人相遇并交配。尽管尼安德特人和丹尼索瓦人后来都灭绝了(丹尼索瓦人可能持续存在到最近 15,000 年前),但全世界数十亿人仍然在他们的 DNA 中携带这些互动的证据。
这些来自已灭绝人类的基因片段为何能保留下来尚不完全清楚。但周四发表在PLOS Genetics上的这项新研究发现,疾病抵抗力可能与此有关。这项研究——由澳大利亚墨尔本大学的人类进化遗传学家艾琳·加列戈·罗梅罗和她的同事进行——表明,来自早已消失的丹尼索瓦人的某些突变可能有助于今天的巴布亚人抵御病毒感染。
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普林斯顿大学人口遗传学家约书亚·阿基说,这项最新的研究是首次全面审视丹尼索瓦人 DNA 今天在人类中所起作用的研究之一,他没有参与这项研究。
已灭绝的人类物种继续塑造今天的人类生物学的观点并不新鲜。在过去的十年中,研究人员已将现代人类中的尼安德特人 DNA 与从吸烟习惯到乳糜泻等各种事物联系起来。科学家们还提出,丹尼索瓦人 DNA 可能有助于藏族人的高海拔适应。
但是,将丹尼索瓦人突变与现代人类生物学联系起来的研究寥寥无几。阿基说,这是因为这项研究的大部分都集中在欧洲血统的人身上。非洲以外的大多数人类平均携带 2% 的尼安德特人 DNA。另一方面,丹尼索瓦人 DNA 通常只出现在亚洲和太平洋地区的人身上。
研究丹尼索瓦人 DNA 生物学根源的科学家必须在大型欧洲基因组数据库之外进行搜索。新几内亚和澳大利亚的土著居民拥有世界上最高浓度的丹尼索瓦人 DNA,在其各自的基因组中平均约有 5% 的这种 DNA。因此,加列戈·罗梅罗和她的同事决定梳理 56 位巴布亚人的基因组,以检查他们的基因序列的哪些部分保留了丹尼索瓦人 DNA。
该团队在参与控制免疫系统的基因序列中发现了异常高频率的丹尼索瓦人突变。与其他研究一样,这些突变并非在基因内部发现,而是在决定基因何时、何地以及表达多少的基因组部分中发现。特别是,丹尼索瓦人突变位于控制参与应对病毒感染的基因的区域。
但这并不意味着仅仅因为突变存在于这些区域就意味着它们积极地改变了细胞的行为。为了验证这一点,研究人员创建了包含一些丹尼索瓦人突变的细胞。然后,他们观察了这些细胞如何表达基因,并将其与具有非丹尼索瓦人遗传变异的细胞进行比较。其中两个突变改变了免疫基因的表达,表明此类突变确实会影响许多巴布亚人的免疫反应。
那么,为什么巴布亚人仍然携带这些突变呢?加列戈·罗梅罗说,适应新环境可能是一个重要因素。“当您想到 6 万年前在世界这一地区走动的人类时,最大的挑战之一是遇到可能消灭您的新病原体,”她说。丹尼索瓦人在现代人类出现之前,可能已经有数万年的时间来适应当地疾病。因此,与丹尼索瓦人交配的人的后代可能携带了帮助他们克服这些疾病中最严重部分的突变。
法国巴斯德研究所的人口遗传学家路易斯·金塔纳-穆尔西说,此类研究表明,研究不同的群体可以帮助揭示人类如何适应新环境,并且可以“突出人类多样性对适应的重要性”,他没有参与这项新研究。“有如此多的人群仍然未被充分研究,”他说。随着研究人员将目光转向新的人群,“我确信我们将学到新的东西。”