Denisovan女人的第一幅肖像
大約在15,000年前,人類與另一群稱為Denisovans(德尼索瓦人)的直立猿類共居洞穴。這兩種人類基因在遺傳上是截然不同的,距它們最近的共同祖先超過500,000年前,但它們在物理上是接近的。從西伯利亞到東南亞,人類和Denisovans交配(可能很多),留下的遺傳譜系很少,在今天的某些人群中仍然可以檢測到。
除了這些遺留的基因殘骸外,僅剩幾處讓我們回想起了我們古代的熟人-顎骨,一些牙齒和一個女孩的小骨頭,上面
刺著一團DNA
,是在2010年從西伯利亞的一個洞穴中拔出來的。從來沒有完整的骨骼或頭骨被發現,讓科學家們感到疑惑:這些原始人甚至長什麼樣?
(9月18日)發表在《
細胞
》雜誌上的一項新研究旨在透過前所未有的遺傳分析來回答這個問題。透過繪製Denisovan基因組的甲基圖譜,即顯示基因表達的化學變化如何影響身體特徵的圖譜,一個國際研究人員團隊重建了40,000歲Denisovan女孩的第一張真實肖像,他的小指幫助推出人類家譜的新分支。
結果顯示,這個人的額頭低,下巴突出,下巴幾乎不存在,其整體解剖結構與另一絕種人類尼安德特人幾乎沒有什麼不同,尼安德特人幾乎同時佔領了地球。
斯坦福大學遺傳學家戴維·戈赫曼(David Gokhman)對《生命科學》說:“我期望丹尼索萬的性狀與尼安德特人相似,只是因為尼安德特人是他們的近親。” “但是在少數幾個不同的特徵中,差異是極端的。”
Denisovan頭骨3D列印模型
例如,戈赫曼和他的同事們發現,與尼安德特人和現代人類相比,德尼索瓦人的牙弓長得多(也就是說,他們的上排和下排牙齒伸出得更遠)。他們的頭骨頂部明顯拉得更寬。這些發現使Gokhman有了一些希望,即最近在中國發現的
兩個部分頭骨
實際上可能屬於寬頭的Denisovans,有可能擴大我們難以捉摸的死去親戚的微薄的化石記錄。
小指的DNA
因此,當您只需要在手指上有一些DNA時,您如何重建一個已滅絕的人的臉?在這項研究中,Gokhman和他的同事們尋找了基因表達中的異常現象,或者尋找某些化學特性如何受到人的遺傳密碼中化學抑制劑的影響。
高赫曼說:“構成我們基因組的各個層次。” “我們擁有
DNA序列本身
,即我們的基因被編碼。然後,最重要的是,有調控層控制著哪些基因被啟用或失活以及在什麼組織中被啟用。”
其中一層是稱為
DNA甲基化
的過程。當含有一個
碳原子
和三個氫原子的化學物質(也稱為甲基)與某些DNA分子結合時,就會發生甲基化。雖然這種結合不會改變基礎的DNA序列,但會干擾特定基因的表達方式。例如,某些甲基化模式可以指示
細胞是否患有癌症
,並可能導致解剖畸形。
因此,研究人員研究了可用的Denisovan DNA,以比較該組的甲基化模式與在人類和尼安德特人中發現的甲基化模式,以檢視其基因表達在哪裡重疊,在哪裡分開。一旦繪製出Denisovans獨特的甲基化譜圖,研究人員便試圖根據已知的人類疾病(這些基因被抑制時會導致這些疾病)來找出每種甲基化基因正在改變哪些生理特性。
研究小組在Denisovans中發現了總共56個與現代人類和尼安德特人不同的特徵,其中32個具有明顯的解剖學差異。除了寬闊的頭骨和突出的下巴外,丹尼索瓦人的骨盆和肋骨比現代人要寬,臉比尼安德特人更薄更平。
Denisovans(中心)的頭部更寬牙弓更長
為了測試其解剖學預測的準確性,研究人員還為尼安德特人和
黑猩猩
(兩個已知解剖學的物種)建立了相似的甲基圖譜,可用於即時檢查其預測。他們發現,大約有85%的預測關於哪些特徵有所不同以及朝哪個方向(例如,尼安德特人的頭骨比人類的頭骨寬還是窄)的預測是死的。
這給研究人員帶來了希望,他們重建的Denisovan與古代現實相距不遠。他們的預測的最終測試是在2019年5月,當時據報道有另一組研究人員首次
發現了Denisovan顎骨
。當Gokhman和他的同事將他們的預測與實際的顎骨解剖結構進行比較時,他們發現八分之七的預測是匹配的。
戈赫曼說:“對我們的預測的唯一真正考驗是找到更多的德尼索瓦骨頭並匹配它們。” 他補充說,他夢想中的化石將包括Denisovan面孔的一部分-“只是面孔在不同人類之間是如此分歧”,他說。