【ZiDongHua 之“自動化學(xué)院派”收錄關(guān)鍵詞：中科院古脊椎所   河北地質(zhì)大學(xué)    DNA  生物信息學(xué)    遺傳學(xué)    】
　　
　　中國科學(xué)家通過牙結(jié)石古DNA揭示近乎完整頭骨的的哈爾濱古人類為早期丹尼索瓦人
　　
　　丹尼索瓦人是一支基于遺傳學(xué)信息發(fā)現(xiàn)的神秘的已滅絕古人類群體，現(xiàn)有古DNA和古蛋白證據(jù)將來源于丹尼索瓦洞穴、青藏高原白石崖溶洞以及臺灣澎湖海域等遺址點出土的牙齒、骨骼碎片及不完整下頜骨歸屬于丹尼索瓦人群，暗示他們可能曾廣泛分布在亞洲地區(qū)。然而，目前的丹尼索瓦遺骸都較為殘破，缺乏較完整的形態(tài)特征，難以解析其與亞洲其他古人類群體之間的演化關(guān)系。解決這一問題的關(guān)鍵，在于獲取同時具有完整形態(tài)和遺傳學(xué)上確鑿的群體歸屬的化石，而2021年報道的哈爾濱古人類頭骨有希望提供這一突破性的證據(jù)。
　　
　　哈爾濱古人類化石是在中國黑龍江省哈爾濱市發(fā)現(xiàn)的一具保存較為完好的古人類頭骨化石，鈾系測年認(rèn)定其不晚于14.6萬年（圖1），學(xué)者將其命名為一個新的人種，“龍人”（Homo longi）。形態(tài)學(xué)研究揭示其與青藏高原白石崖溶洞的丹尼索瓦下頜骨存在顯著相似性，暗示其同樣可能屬于丹尼索瓦人。最新的古DNA研究為哈爾濱古人類個體的群體歸屬和丹尼索瓦人群的較完整形態(tài)提供了關(guān)鍵線索。
　　
　　近日，中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹團(tuán)隊與河北地質(zhì)大學(xué)季強(qiáng)研究團(tuán)隊通過優(yōu)化實驗提取方案和研發(fā)生信分析方法的創(chuàng)新，首次成功從其牙結(jié)石中獲取到古老型人類古DNA。自丹尼索瓦人發(fā)現(xiàn)15年來首次用遺傳學(xué)證據(jù)將較完整的頭骨形態(tài)與丹尼索瓦人關(guān)聯(lián)起來，為丹尼索瓦人的研究提供了關(guān)鍵線索，加深了我們對東亞古人類多樣性及其演化歷史的理解。同時，從牙結(jié)石中成功提取宿主古DNA更為中更新世人類遺傳學(xué)研究開創(chuàng)了新途徑。
 
　　
　　圖： 來自近乎完整頭骨牙結(jié)石中的丹尼索瓦人線粒體DNA研究總結(jié)圖
　　
　　目前全球僅有4個10萬年以上的古人類遺址成功獲取到人骨古DNA數(shù)據(jù)，可見從哈爾濱古人類化石樣本中獲取古DNA面臨著嚴(yán)峻的技術(shù)挑戰(zhàn)。在明確其牙齒和顳骨無古DNA的情況下，研究團(tuán)隊另辟蹊徑從牙結(jié)石獲得中更新世古DNA。牙結(jié)石特殊的礦化結(jié)構(gòu)，會在形成過程把宿主細(xì)胞、口腔微生物等包埋其中，相對封閉。研究對兩份微量牙結(jié)石樣本（0.5mg和0.3mg）進(jìn)行提取實驗優(yōu)化，將可能存在的提取液以及實驗過程的殘留物（硅膠膜和沉淀物）進(jìn)行多方案提取，構(gòu)建了20個DNA文庫，從中篩選出7個含丹尼索瓦人特異性變異的文庫（均來自0.3mg樣本）用于下游分析。通過自主開發(fā)的污染評估方法，識別出高達(dá)82%的現(xiàn)代人污染，后續(xù)分析僅嚴(yán)格選用具有古DNA降解特征的短片段數(shù)據(jù)（<=60 bp）。同時，研究自主開發(fā)算法構(gòu)建了人類祖先型和丹尼索瓦人祖先型參考序列，以最大程度減小比對誤差和篩選出較準(zhǔn)確的古DNA片段。
　　
　　通過獲取的宿主線粒體DNA分析顯示，哈爾濱古人類個體屬于丹尼索瓦人分支，研發(fā)生信分析方法確定不同支系的關(guān)鍵位點，明確了其與西伯利亞丹尼索瓦洞穴早期個體更相關(guān)，而與晚期個體不同（圖1）。結(jié)合這些個體的年代信息，丹尼索瓦洞穴早期個體的年代范圍分別是18.7-21.7萬年，12.3-19.4萬年和約19萬年前，晚期個體年代大約為5.2-8.4萬年，而哈爾濱古人類個體的年代不晚于14.6萬年，與早期丹尼索瓦人的年代更接近。
　　
　　這一研究具有多重意義。首先，這是首次將丹尼索瓦人遺傳信息與近完整頭骨形態(tài)直接關(guān)聯(lián)，為識別其他可能屬于丹尼索瓦人的亞洲化石（如大荔人、金牛山人等）提供了重要參照。其次，研究證實了牙結(jié)石作為古老DNA保存載體的巨大潛力，為突破中更新世古DNA研究的技術(shù)瓶頸開辟了新途徑。
　　
　　從更宏觀的視角看，這項研究為理解丹尼索瓦人在亞洲的遷徙擴(kuò)散提供了更清晰線索。哈爾濱個體與西伯利亞早期丹尼索瓦人（距今12.3-21.7萬年）在遺傳上的緊密聯(lián)系，表明這一古人類群體在中更新世晚期已廣泛分布于從西伯利亞到中國東北的廣闊地域。