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发表于 2017-8-23 01:53:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
文章信息
原作者: Ann Gibbons
文章来源: Science and nature
来源地址: -
发布时间: 2017年7月14日
       2017年7月4日美国【Science]刊登了Ann Gibbons 的文章:[Neandertal and modern Humans started mating early].其实,她是推介另一篇文章:由德国杜宾根【Tubingent]大学考古科学研究所】的Cosimo Posth 和德国耶拿马普人类历史科学研究所的j Johannes Krause 写的文章:【Deeply divergent archaic mitochondrial genome provides lower time boundary for Africa gene flow into Nearderthal],此文发表在英国的【Nature Communications] 2017/7/4. 16046.                                                                                                              自从1856年,在德国杜塞儿多夫的尼安德特河谷的洞穴里发现,后来称之为【尼安德特人】的骨骸以来,几乎一个世纪,尼安德特人【以下简称为“尼人”】就被认为是现在人类的祖先。1997年,当时还是德国慕尼黑大学的古基因人类学家斯万特▪博帕[Svant Pääbo,现在为德国莱比锡马普【德国马克思 • 普朗克协会的中式简称】人类演化研究所所长】领导的研究小组首次开始研究尼人的遗传物质。其成果发表在【Cell】杂志上:Krings M,et al【 Neandertal DNA sequences and the origin of modern humans】Cell.1997.90:19-30.结论是:尼人与现代人的祖先相距甚远,尼人是介于现代人和黑猩猩之间的过度类型。尼人的基因对现代人无贡献。是人类进化过程中灭绝的一支。2000年,Ovchinnikov,T V等在 [Nature]杂志上发表文章:[ Molecular analysis of Neanderthal DNA from the northern Caucasus.]  【Nature 】2000. 404:490-493。结论是,尼人的线立体DNA 与现代人线粒体基因库无关。        其实,早在1984年,我国学者吴新智院士就和美国耶鲁大学古人类学家Wolpoff,MH合作写出的文章发表在由F.H Smith 和F. Spencer主编:【The Origens of Modern Humans: A World Surrey of the Fossil Evidence】 Liss New York 1984 第411-483 页。在美国,以Wolpoff,MH; Eckhardt,RB ;Thorne,AG ;和 Tishkoff, SA;等学者,在【现代人类的起原】问题上,持【The Multiregional Evolution]【多地区演化】观点,不同于【走出非洲】-即单一起原于非洲的观点。这两种观点在对待【尼人和现代人是否有过”杂交“】。这样一个重要的问题上,也持有绝然相反的不同看法。“这个假设【两个人群的杂交】是被【最近非洲起原模式】【The Recent African Origin Model】所排拆。此模式【指”非洲起原模式“】以前的成员【指尼人】被H.Spiens Spiens [晚期智人。即解剖学意义上的现代人】的基因所代替。但对【Multiregional】的假设来说【基因交流】是其中心的原理。而且,多地区论也假设,在不同的大陆,各自逐步地转变到现代人。”【引自M.Currat et al:“Modern Humans Did Not Amix with Neanderthals during Their Range Expansion into Europe" PloS Biology 2004 2[12] E421】。早在1999年美国密苏里州聖路易市的华盛顿大学人类学家 Erik Trinkraus 【多地区演化论者】等在PNAS【美国国家科学院院刊】上发表:【The early upper palealithic human skeleton from the Abrigo do Lagar Vel Ha [Portugal ]and modern human emergence】Proc Natl Acad Sci USA 93[13] 7804-7609 页。从一个小孩的骨骸,看到在西班牙的伊伯利安,尼人和早期现代人有某种程度的混合。但从基因组上,第一次发现尼人和现代人有基因交流的证据,那是在2010年。                                                                                                                “2010年,科学家们揭开一个人类历史之谜:大约在5万年前,如今已灭绝了的人类表亲尼人,曾经与现今亚洲人和欧洲人的祖先通婚--N Y Times[紐约时报】2015年2月19日。作者 Carl Zimmer--. 这里指的是:2010年5月7日,美国【Science】杂志【328卷,310-314页】发表的文章:【A Draft Sequence of Neandertal Genome】,牵头作者是美国加大 Santa Cruz 分校RE Green【美国加大Snata Cruz分校工程学院计算生物学家。助理付教授。2005年,他曾在德国莱比锡的马普研究所做博士后】,在文章上暑名的就有56位学者,共22个研究单位。其中有著名的美国哈佛-麻省理工学院的布劳德研究所的群体基因学家Daved Reich等一支国际研究团队。2006年7月,有德国慕尼黑马普人类演化研究所和美国康州 Branford 市的454 Life Science 生物技术公司合作,开展【尼人基因组项目】研究。3年后,其研究成果就是上面提到的,2010年5月7日发表在【Science]上的文章。尼人基因组是由三个尼人的40多亿个核苷酸組成的。现摘译如下:       在欧洲出现的,典型的尼人形态学特征的化石,大约是在40万年前【J.J Hublin: The Origins of Neandertals。Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.100 16022 2009.】 。随后,大约在3万年前尼人化石消失之前,尼人逐步进化为更有特征的型式【C.Finlayson et alate Survival of Neanderthal at the Southernmost Extreme of the Eupope. Natrue 443 850 2006】。在其最后时光,尼人居住于欧洲,西亚,东边远至西伯利亚南部 【乌兹别克和阿尔泰地区 J.Krause et al:Neanderthals in Central Asia and Sibria. Nature 449 902 2007】。往南远至中东。推测,至少在8万年前,尼人在中东遇到 了解剖学意义上的现代人,然后,在欧洲和亚洲。尼人是所有今天人类的姐妹 。关于尼人和解剖学意义上的现代人已发生接触。是否有混种【interbred] 问题,已引起大量的争论:今天的人类和早期解剖学意义上的现代人的化石,已被用来解释尼人和今天欧洲人推测的祖先之间有基因交流的【E.Trinkaus,et al. An early modern human from the Pestera cu Oase Romania. Proc. Natl. Acad .Sci.U.S.A. 100 11231[2003]】,也有用来解释没有基因交流【S.E.Bailey.T.D.Weaver:"Who mage the Aurignacian and other early Upper Paleolithic Industries?“ J.Hum.Evol 57 11[2009]】。同样,对人类DNA序列的分析,也被用来作为支持尼人对今天欧洲人假定的祖先有基因贡献【J.D.Wall.M.F.Hammer:"Archaic Admixture in the Human Geneme" Curr. Opln. Genet. Dev.16 606[2006]】没有基因贡献的【M.Currat. L.Excoffier:"Modern Humans did not Admix with Neanderthal during their Range Expansion into Europe." PloS Biol.2 e421[2004]】。然而。此文的考察。没有排除有些混婚,或可能尼人对今天人类贡献其基因。相比,核基因组,是由成千上万的基因重租而成,并独立地参与。DNA的各部分也提供了尼人和今天人类之间关系较清晰的图景。检测尼人和现代人祖先之间的基因流的信号的挑战,是在过去50万年内,这两个群体共享共同的祖先。这个基因流的信号,没有比在今天人类的核基因序列的变异中表现更深刻。这样,在许多基因组的片段中,尼人被期望和今天一些人类比尼人各群之间,有更近的关系。【S.Pääbo:Human Evolution Trends. Cell Biol.9. H13(1999).从4万年前的三个尼人的骨骸中,提取了尼人的古代DNA 后,科学家们就得到尼人的基因组,得出重要的现代人进化的新真相:早期现代人走出非洲之后不久,先是在中东,然后是在欧洲,某些现代人的祖先和尼人发生混交的证据被找到、尼人留下零散的DNA分散在今天非-非洲人的基因组中 。 研究者在比较了尼人,人类和 猩猩的基因组后,认证了以下的诸特征:认知的发展,能量的新陈代谢,皮肤形态都是现代人类的独有的特征,也是人类演化过程最重要的变化。在中国,日本,还有东亚的人群,比欧洲人多拥有20%的尼人基因。---“这只是表明,欧洲人基因组中尼人的基因消失的比亚洲人快。这可能是由于早期亚洲人种群较小。自然选择在种群较小中剔除有害基因的速度较慢,比如现今德系犹太人【Ashkenazi Jews] 或者阿米什人【Amish】等较小群体的某些遗传紊乱疾病比寻常的高。这是2014年哈佛大学医学院的Sriran Sankaraman 博士和他的团队提出的解释。”---   
        在尼人的核基因中,有四个短的基因序列是有由PCR【聚合酶链反应】界定的:MCIR 基因决定皮肤的颜色;FOXP2,是有关语言和讲话的基因;ABO的一部分是血型,还有接受味觉的基因。第一次对来自克罗地亚的Vindija洞穴的尼人样品做高通量的测序。其年代为38000年前;除外还分析了德国的Neander Valley, Feldhofer 洞穴内。于1856年发现的属于42000年前的尼人;西班牙Asturias 地区的 El Sidron 洞穴里 49000年前的尼人,最后还分析了俄国 高加索地区的Mezmaiskaya 6-70000年前的尼人。为了对比,分析了世界不同地区的五位现代人的基因组:来着南非的San 人;来自西非的Yoruba 人;一位巴布亚新几内亚人;一位中国汉人和一位法国人。特别有趣的是,现代人的许多已被固定下来了的许多特征,在尼人那里是缺失。我们发现78个核苷酸的代换,这改变了蛋白质的编辑能力。现代人类的编辑能力是派生演变得来的,而尼人的能力仅来自祖先的遗传【黑猩猩也是如此】。所以,在人类进化最后的几十万年中氨基酸的改变已经固定下来。这里的观察和以前的研究生相一致【H.A.Burbaro et al:Targeted Investigation of NEANDERTAL genome by Array-Based Sequence Capture. Science 328. 723-725】我们仅在蛋白质原来的编码结构中发现五个多于一个固定的替换变化的基因。其中之一是SPAG1,这是蛋白质编码区的一定重要的基因丝,负责打击精子鞭毛的结构。第二个是PCD16。这是纤维母细胞钙粘素【蛋白】--1的编码区。这是与钙相关的粘附分子,可能与伤口愈合有关。第三是TTF1,转录的终止因子。与调节荷塘体基因转录。第四是CAN15,这是一个未知功能的蛋白质的编码。第五个是RPTN,是一个蛋白抗体的编码,一个细胞外表皮的基质蛋白。存在于外皮和高层的外分泌腺,汗腺,在发根内鞘和舌状丘疹。RPTN的一个替换,创造了一个终止密码。此密码导致人类的蛋白质保持784个氨基酸,而不是852个氨基酸。我们发现没有相同的【开始的密码】。雖然TRPTN1的开始密码,在某些今天人类中已丧失,但在尼人和黑猩猩中出现。TRPTN1是黑素编码,对于皮肤上黑素细胞色素的保持是重要的离子通道。有趣的是作用于皮肤的基因是由6个基因中的3个组成的。现执行多个固定的氨基酸的替换变化:其中有开始或终止的密码,有已经失去的或取得。这表明在人属世系中的皮肤学和生理学上的选择已经改变。我们同样发现,在今天人类中已固定些潜在控制的【替换】,但尼人不存在。特别是在5‘-非翻译区发现42个【替换】和33个【插入缺失】。在3’-非翻译区发现190 【替换】和33个【插入缺失】。这在现代人类和尼人分离以来,已被固定下来。特别有趣的是,miRNA 和由mRNA 翻译分裂和抑制其基因表现的 small RNA,我们发现一个在尼人祖先的【hsa-mir-1304】位上,有一个miRNA 固定的【替换】。在尼人祖先的【AC109351.3】位点上,有一个固定的单个的核苷酸【插入】,尽管后来的【插入】是在miRNA 推断的第二层结构的凸出部。这不像是作用于可折叠或假定的目标。在【mir-1304】的【替换】是出现在一个种子区。表明与尼人和其他类人猿有关的现代人类中已改变其目标的特异性。      人类【加速区】[Human Accelerated Regions; HARS],被确定为一个保藏整个脊椎进化的基因组区,自从人类和黑猩猩的共祖分开以来,快速地改变。我们检查了2613 HARs,并得到了说明人类特别变化的3259 HARs 的可靠的尼人序列。在这些变化的3259 HARs,尼人的序列91.4%是派生,比人类87.9%是【替换】和【插入】还要多。这些HARS 的变化预示着尼人和现代人类之间的分离提前。然而,我们在45 HARs 发现51个点,在这点上,尼人是传自祖先的版本。反之,所有已知的现代人類都是派生的版本。这些最近的变化,对其功能上的探索特别有趣。  
        尼人是属于今天人类许多基因组区域之内,那就是,尼人常常和今天人类共享派生的单核甘酸多态性等位基因。我们设计一个方法,用来检测早期现代人类的积极选择的优势因素,即通过寻找基因组区域。此基因组区域原来是早期现代人类和尼人共享,随后,两个原始群体分开。尼人因此失去了在现代人类中发现的等位基因【很少的平行的“替换”除外】。在两个原始群体分开后,他们之间的基因交流,可能遮蔽了早先尼人和早期现代人共享派生的等位基因而产生的积极选择的优势,但它不会导致假的积极徐昂着的信号。







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