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古脊椎所等对4万年前田园洞人的DNA分析取得重大突破

http://www.zkd.cn 周口店遗址网上博物馆

 

2013年1月21日,美国科学院院刊(PNAS)发表了一篇题为“对出自中国田园洞的早期现代人所做的DNA分析”(DNA analysis of an early modern human from Tianyuan Cave, China)的论文,介绍了对该洞穴出土的生活在4万年前的一个人类个体所做的DNA提取与分析结果。该文的基本结论是:这具人骨携带着少量古老型人类-尼安德特人和丹尼索瓦人的DNA,但更多表现的是早期现代人的基因特征,且与当今亚洲人和美洲土著人(蒙古人种)有着密切的血缘关系,而与现代欧洲人(欧罗巴人种)的祖先在遗传上已经分开,分属不同的人群。该项研究从分子生物学角度辨识出了现代亚洲人群直接祖先群体中的一个成员,是一项重大的研究突破。
  田园洞位于北京市西南部的房山区,距离著名的周口店北京猿人遗址约6公里。该遗址发现于2001年,2003年中国科学院古脊椎动物与古人类研究所同号文研究员等在此开展考古发掘,发现了包括下颌骨和部分肢骨在内的古人类遗骸和丰富的哺乳动物骨骼,并在人骨上取样做碳十四年代测定,确定该个体生存的时代为4万年前。2007年,尚虹、同号文等在PNAS上对这一重要发现做了报道,指出这具人骨具有现代人体质特征,但仍然保留一些早期人类的形态特点,据此对现代人起源与扩散提出新的认识。
  化石形态的对比研究一直是古人类学研究的主要手段,人类起源与演化的主要认识来自于对化石形态及其演变过程的观察。新兴的分子生物学技术为古人类学发展注入了新的活力,使研究工作突破了化石形态的表层,而能深入到遗传变异的定量分析和演化的内在机制的层面。但一段时间以来,相关研究主要是通过现生人群的遗传变异做溯源推导,从古人类化石上提取DNA进行测序分析具有极大的难度,受制于DNA的保存状况,还要突破从支离破碎的基因片段中获取有意义信息的瓶颈。这次针对田园洞人的DNA分析样品取自该个体的一块腿骨,由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和德国马普进化人类研究所共同建设的古DNA实验室完成。样品前处理和DNA提取、扩增工作在中国进行,测序和分析工作在德国完成。付巧妹、高星、Svante Pääbo等组成的国际团队成功提取到该人体的核DNA和线粒体DNA。为了能将古人类DNA与大量来自土壤细菌的DNA相区别和分离,该项研究进行了新技术的尝试并取得突破,将含量仅占0.03%的人类DNA成功辨识提纯出来,从而使田园洞人成为第一个能够获得核DNA的早期现代人。其大区域核DNA富集的成功为此前受困于大量微生物DNA混淆与污染的古代样品分析打开了新的窗口。该方法的建立有利于最大限度上获取早期现代人的遗传信息,从而更好的理解早期现代人在欧亚大陆的扩散情况。
  现代人的起源与演化是目前学术界的热点课题。对世界各地现生人群的渊源,包括我们中国人的直接祖先,学术界仍有不同的认识,针锋相对的观点还在论战之中。田园洞人DNA的测序分析使我们的研究向前迈进了一大步,将现生本土人群的直系祖先追溯到4万年前的北京地区。但该个体及其代表的人群来自哪里?其先祖是谁?有怎样的演化故事?我们期待着新的发现和研究的更大突破。( 高星/付巧妹撰文; 同号文供图)


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