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獨屬於現代人類的DNA不超過7%?

2021-07-20 由【】發表於 科技

讓現代人類與眾不同的基因,都來自哪裡呢?

一直以來,由於古DNA通常會分解成微小、零碎的片段,這使得進行相關研究的科學傢拼盡全力也隻能拼湊出已經滅絕的原始人類的一部分基因組。這些碎片化的基因組加大瞭研究人員辨別大塊的DNA是在哪裡喪失或獲得的難度。

現在,一組科學傢利用一種新的計算方法,對現代人的DNA和一些已滅絕的原始人類的DNA進行瞭精確的比較。結果發現,隻有1.5~7%的現代人類基因組是人類獨有的,這些基因在其他任何人屬中都不存在。

研究結果發表在瞭近期的《科學進展》雜志上。

從過去的研究發現來看,我們知道現代人和尼安德特人之間的遺傳變異大約發生在52萬到63萬年前。許多存在於這二者的共同祖先身上的基因變異,在很大程度上仍然存在於現如今的人類身上,也存在於已滅絕的尼安德特人身上。這意味著,我們每一個人都與尼安德特人共享許多不存在於其他人類身上的等位基因。

在這項新研究中,研究人員檢測瞭來自世界各地的279人的基因組中的每個DNA位點。此外,他們還從距今4~5萬年前的尼安德特人和丹尼索瓦人的化石遺骸中提取出瞭DNA。接著,研究人員對每個人類的DNA位點進行分析,以確定它是來自丹尼索瓦人、尼安德特人,還是來自他們的共同祖先。

結果發現,每個現代人所攜帶的尼安德特人DNA大約為1%,但如果仔細觀察他們的基因組,會發現基本上每個人的尼安德特人DNA都在不同的位點上。所以,如果把每個人的尼安德特人DNA位點的區域全部加起來,很快就可以覆蓋人類的大部分基因組。

從統計結果來看,研究人員發現,大約50%的基因組包含一個或多個遺傳自尼安德特人DNA或丹尼索瓦人DNA的區域;而剩下的大部分基因組,則是由與人類最近的共同祖先,以及一些已經滅絕的親緣已滅絕的人屬所遺傳下來的。

計算生物學傢Nathan Schaefer是這項研究的第一作者,他表示,這一發現強調瞭人類與其他原始人的雜交對人類基因組的影響。它證實瞭先前其他一些研究所做出的發現,即人類不僅會與尼安德特人、丹尼索瓦人繁衍後代,還會與其他已經滅絕的、未知的原始人類繁衍後代。而且研究人員認為,不同群體的人類和原始人類之間可能發生過多次雜交。

當除去所有的這些古老的“祖傳”DNA後,研究人員發現剩下的人類獨有的DNA隻占全部基因組的1.5~7%。這些DNA片段或許蘊含著能夠解釋“是什麼讓現代人類與眾不同”的重要線索。它們大約是在60萬到20萬年前的兩次進化爆發中出現的。在60萬年前左右,人類和尼安德特人開始形成他們自己的原始人類系統樹。

研究團隊發現,在整個基因組中,這些人類獨有的DNA片段大多與大腦發育和大腦功能有關。這在一定程度上表明,大腦的進化對人類的形成裡來說至關重要。但是,研究人員還尚且不知道這些基因的確切作用,也不清楚這些基因是如何影響人類大腦的進化的。

1.5~7%是一個很小的百分比,這樣的結果也正符合瞭一些科學傢所認為的——我們與尼安德特人之間的差異或許並沒有多大的觀點。他們認為,包括尼安德特人和丹尼索瓦人在內的一些已經滅絕的人類近親,或許有著和現代人類相似的思維方式。

此外,科學傢普遍表示對這樣的結果並不感到驚訝,因為現代人和尼安德特人之間的遺傳變異發生在一個相對較晚的時間,因此隻有7%或更少的基因組進化成瞭人類獨有的並不足為奇。

隨著更好的工具的出現,科學傢還將能夠對人類歷史和進化提出越來越詳細的問題。當未來有瞭越來越多的尼安德特人、丹尼索瓦人和其他已經滅絕的原始人的基因組被破譯時,屆時科學傢或許會發現,一些現在看來似乎是人類獨有的DNA,其實也存在於那些已經滅絕的親緣身上——屬於人類獨有的DNA數量或許還將繼續減少。

#創作團隊:

編譯:小雨

#參考來源:

Only a tiny fraction of our DNA is uniquely human

https://phys.org/news/2021-07-dna-unique-modern-humans.html

https://www.newscientist.com/article/2284331-just-1-5-to-7-per-cent-of-the-modern-human-genome-is-uniquely-ours/

#圖片來源:

封面來源:Sch ferle / Pixabay