尼安德特人DNA对现代人基因表达的持久影响
现代非非洲人后裔的基因组中约有2%的DNA来自尼安德特人,最近的研究表明,这种DNA与许多表型有关。今天发表的一项新的研究基因组生物学着眼于渗入的古老DNA,并探索它在多大程度上影响现代人类的表型。
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将尼安德特人和杰尼索万人的基因组与现代人的基因组进行比较后得出的一个重要见解是,所有现代非非洲人的祖先大约在5.5万年前与古人类相遇并杂交。因此,所有非非洲人的基因组中约有2%的DNA来自尼安德特人,此外,目前大洋洲人的基因组中约有5%可以追溯到杰尼索瓦人。
最近的一些研究已经探讨了这种古老的DNA是否会导致现代人的表型变异。虽然对于现代人类携带者来说,古老的DNA平均来说是阴性的,而且很多已经被自然选择移除了,但是在当今人类基因组中持续存在的DNA已经被证明对许多现代人类表型有贡献。尼安德特人和/或杰尼索万等位基因改变了现代人类的免疫力、新陈代谢和皮肤色素沉着,也有助于海拔和气候适应。
通过改变现代人类蛋白质的氨基酸序列,或者通过修改控制基因表达的调控序列,渗入的古DNA可以影响现代人类的表型。在我们的研究中,我们试图确定这两种机制在多大程度上都受到古代变体的影响。
我们发现,虽然有许多古老的变异可以改变蛋白质序列,但这种蛋白质序列变化的预测效果通常很小。相比之下,古代变异对现代人类基因表达的变异有着重要的贡献——古代变异解释了几百个基因的调控差异——在可比频率上超过了非古代变异。
我们还发现,古老的变异会影响多个组织中的基因表达,这些表达差异是现代人类表型变异的基础,包括自身免疫疾病、先天免疫和代谢。另一项最近的研究发现,在大脑和睾丸中携带尼安德特人等位基因的转录物的特异性下调的证据,表明这些组织中的尼安德特人序列具有负面影响。
结合目前正在进行的努力,以了解命运和确定古代DNA在现代人类中的功能影响,正在提供对现代人类疾病和表型变异的起源的见解,包括识别潜在的现代人类特有特征。