一個研究小組的科學(xué)家利用一個令人驚嘆的新技術(shù)，完成了一個古老的西伯利亞女孩31倍的基因組測序，這種新方法采用了一種新型的擴增單鏈DNA的技術(shù)。
這種精度令這一研究團隊能將這個生活在西伯利亞Denisova洞穴中，超過五萬年前的女孩的基因組，直接與現(xiàn)代活著的人類進行比較，獲得了一個造成我們與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，“這是作為一個現(xiàn)代人類的遺傳配方，”領(lǐng)導(dǎo)這一研究的，馬普進化人類學(xué)研究所的古人類遺傳學(xué)家Svante Pääbo說。
然而諷刺的是，利用僅留下一個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序，是目前遺傳信息zui清晰的古人類基因組序列，也比具有數(shù)百個標本尼安德特人基因組研究成果更好。
研究人員證實了Denisovans與一些現(xiàn)代人類的祖先進行過交配，并且這個古人類遺傳多樣性小，這表明他們的小人群隨著現(xiàn)代人類的人口進一步的擴大，而逐漸減少。“Meyer 和他的同事革新了古人類DNA研究領(lǐng)域——再次，” 賓夕法尼亞大學(xué)進化生物學(xué)家Beth Shapiro說（未參與此次研究）。
Pääbo研究組曾在2010年，*次在這一領(lǐng)域中，報道了一份低覆蓋率（平均1.3個拷貝）的三個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)代人類曾以較低水平與尼安德特人雜交。
短短7個月后，這一研究組又公布了來自Denisova洞穴中一個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)這個女孩既不是尼安德特人，也不是一個現(xiàn)代人——雖然這兩個物種的骨骼也在這個洞被發(fā)現(xiàn)了。這是一個新出現(xiàn)的人種，他們稱之為Denisovan。研究小組發(fā)現(xiàn)，在一些東南亞國家島嶼上出現(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，無法獲得一個可靠的基因差異圖譜。其中一部分原因是，古人類DNA是零碎的，而且大部分從骨骼中提取出來后，都分解成了單鏈DNA。
而Meyer的突破就在于研發(fā)了一種能通過單鏈DNA開始測序過程，而不用通常需要的雙鏈DNA的方法。
他們在單鏈的兩端加上了特殊分子，古人類DNA就放置代酶拷貝序列的位置。這樣獲得的結(jié)果能對女孩手指微少的10毫克樣品，進行6-22倍擴增，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，超過92%的位點至少20倍，這被認為是一個可靠地識別位點的標準。31個拷貝中大約一半來自女孩的母親，一半來自她的父親，這樣就得到一個“與個近期人類基因組相當(dāng)質(zhì)量”的基因組，威斯康星 John Hawks 說（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)代人類一樣，有23對染色體，而不是像黑猩猩一樣的24對。通過比對Denisovans基因組和文獻中的人類基因組，研究小組計算出，Denisovan和現(xiàn)代人群是在17萬-70萬年前間分離開來的。
令Pääbozui興奮的是，不同人群之間基因差異的這個“幾乎完整的目錄”。其中包括了在過去約十萬年間，現(xiàn)代人類出現(xiàn)的111,812個單核苷酸變化。
在這些突變中，有8個基因與神經(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收到FOXP2基因調(diào)控的基因，F(xiàn)OXP2基因與言語障礙有關(guān)。這是“一個吸引人的推測：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，”研究組寫道。
34個基因與人類疾病相關(guān)聯(lián)。這份名單提出了一些基因表達研究的明顯候選基因。 “很酷的是，這不是一個天文數(shù)字般的大名單，”Pääbo說。 “在未來十年或二十年，我們的小組和其他人也許能分析這些基因。”
這項研究完成的測序內(nèi)容完整，研究人員通過這些結(jié)果，就像是獲得了一個活生生的人的照片——例如，這個女孩有棕色的眼睛，頭發(fā)和皮膚。“沒有人想到，我們能以這種質(zhì)量完成一個古老的人類基因組的序列測定，”德國馬普進化人類學(xué)研究所博士后Matthias Meyer說，“每個人都對這一數(shù)據(jù)感到震驚，其中也包括我。”
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