來自已滅絕人類近親的 DNA 可能塑造了現代巴布亞人的免疫系統

在巴布亞土著居民基因組中發現的已滅絕人類物種丹尼索瓦人的 DNA 可能塑造了他們的免疫系統

Silhouettes of childen walking on pier at sunset.

孩子們在巴布亞紐幾內亞西新不列顛省首府金貝附近玩耍。新的研究表明,現代巴布亞人基因組中已滅絕人類物種丹尼索瓦人的 DNA 殘餘可能有助於塑造他們的免疫系統。

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一項新發表的研究表明,新幾內亞島土著居民的免疫系統可能部分受到來自已滅絕人類物種的 DNA 的塑造。

數千年前,現代人類的祖先與尼安德特人相遇並交配——也與他們近親和同時代的人類,丹尼索瓦人相遇並交配。儘管尼安德特人和丹尼索瓦人後來都滅絕了(丹尼索瓦人可能持續存在到最近 15,000 年前),但全世界數十億人仍然在他們的 DNA 中攜帶這些互動的證據。

這些來自已滅絕人類的基因片段為何能保留下來尚不完全清楚。但週四發表在PLOS Genetics上的這項新研究發現,疾病抵抗力可能與此有關。這項研究——由澳大利亞墨爾本大學的人類進化遺傳學家艾琳·加列戈·羅梅羅和她的同事進行——表明,來自早已消失的丹尼索瓦人的某些突變可能有助於今天的巴布亞人抵禦病毒感染


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普林斯頓大學人口遺傳學家約書亞·阿基說,這項最新的研究是首次全面審視丹尼索瓦人 DNA 今天在人類中所起作用的研究之一,他沒有參與這項研究。

已滅絕的人類物種繼續塑造今天的人類生物學的觀點並不新鮮。在過去的十年中,研究人員已將現代人類中的尼安德特人 DNA 與從吸菸習慣乳糜瀉等各種事物聯絡起來。科學家們還提出,丹尼索瓦人 DNA 可能有助於藏族人的高海拔適應

但是,將丹尼索瓦人突變與現代人類生物學聯絡起來的研究寥寥無幾。阿基說,這是因為這項研究的大部分都集中在歐洲血統的人身上。非洲以外的大多數人類平均攜帶 2% 的尼安德特人 DNA。另一方面,丹尼索瓦人 DNA 通常只出現在亞洲和太平洋地區的人身上。

研究丹尼索瓦人 DNA 生物學根源的科學家必須在大型歐洲基因組資料庫之外進行搜尋。新幾內亞和澳大利亞的土著居民擁有世界上最高濃度的丹尼索瓦人 DNA,在其各自的基因組中平均約有 5% 的這種 DNA。因此,加列戈·羅梅羅和她的同事決定梳理 56 位巴布亞人的基因組,以檢查他們的基因序列的哪些部分保留了丹尼索瓦人 DNA。

該團隊在參與控制免疫系統的基因序列中發現了異常高頻率的丹尼索瓦人突變。與其他研究一樣,這些突變並非在基因內部發現,而是在決定基因何時、何地以及表達多少的基因組部分中發現。特別是,丹尼索瓦人突變位於控制參與應對病毒感染的基因的區域。

但這並不意味著僅僅因為突變存在於這些區域就意味著它們積極地改變了細胞的行為。為了驗證這一點,研究人員建立了包含一些丹尼索瓦人突變的細胞。然後,他們觀察了這些細胞如何表達基因,並將其與具有非丹尼索瓦人遺傳變異的細胞進行比較。其中兩個突變改變了免疫基因的表達,表明此類突變確實會影響許多巴布亞人的免疫反應。

那麼,為什麼巴布亞人仍然攜帶這些突變呢?加列戈·羅梅羅說,適應新環境可能是一個重要因素。“當您想到 6 萬年前在世界這一地區走動的人類時,最大的挑戰之一是遇到可能消滅您的新病原體,”她說。丹尼索瓦人在現代人類出現之前,可能已經有數萬年的時間來適應當地疾病。因此,與丹尼索瓦人交配的人的後代可能攜帶了幫助他們克服這些疾病中最嚴重部分的突變。

法國巴斯德研究所的人口遺傳學家路易斯·金塔納-穆爾西說,此類研究表明,研究不同的群體可以幫助揭示人類如何適應新環境,並且可以“突出人類多樣性對適應的重要性”,他沒有參與這項新研究。“有如此多的人群仍然未被充分研究,”他說。隨著研究人員將目光轉向新的人群,“我確信我們將學到新的東西。”

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