席卷各大媒体科技首页的穴居人化石DNA测序结果

生物通报道：最近穴居人又重新引起了人们的关注，美国能源部联合基因组研究所（Department of Energy Joint Genome Institute）和德国马克斯－普朗克协会进化人类学研究所（Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology）对穴居人化石的一百万个碱基对进行了测序，再次证实穴居人与现代人类祖先早在45万年前即已分道扬镳，或者穴居人在进化过程中与现代人类祖先发生融合。测序结果刊登于本周Science、Nature。

　　

生物通报道：穴居人在距今3－4万年前之间从欧洲大陆消失，几乎在同一时间，现代人类在该地区露面。这两种生物是否曾经相遇过呢，进一步说，如果相遇了，两者之间的关系是敌对的还是和谐的呢？在这些问题上，研究人员分成了两派。一派认为现代人类祖先取代了穴居人，另一派认为人类祖先可能曾与穴居人杂交，并导致现代人类的真正祖先——智人的产生和穴居人的消亡。

最近穴居人又重新引起了人们的关注，美国能源部联合基因组研究所（Department of Energy Joint Genome Institute）和德国马克斯－普朗克协会进化人类学研究所（Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology）对穴居人化石进行测序的新闻铺天盖地，《华盛顿邮报》、《纽约时报》、BBC新闻、CNN、路透社、美联社争相报道。

这两支研究小组的实验着实具有轰动效应：他们对穴居人化石的一百万个碱基对进行了测序，再次证实穴居人与现代人类祖先早在45万年前即已分道扬镳，或者穴居人在进化过程中与现代人类祖先发生融合。测序结果刊登于本周Science、Nature。

突破性进展要归功于不断进步的测序技术和刚刚兴起的paleometagenomics技术。以前研究人员收集遗传信息，首先要对化石中的DNA进行辛苦的提纯然后才能测序，以保证测序结果不含有细菌杂质DNA。现在，研究人员利用paleometagenomics技术，可以将未纯化样本的DNA信息直接输入计算机中，计算机会自动清除外界DNA信息。

Edward Rubin为联合基因组研究所领导人，Svante Pääbo为进化人类学研究所所长。两年前Edward Rubin联系Svante Pääbo，希望利用paleometagenomics对穴居人DNA进行测序，于是Pääbo将一距今3.8万年的化石样本的一部分送给Rubin，两支小组开始用不同的方法同时对此样本进行DNA测序。

Rubin实验室博士后James Noonan首先构建了一个穴居人DNA库：将穴居人DNA整合入细菌基因组中，产生足够实验检测的穴居人DNA。之后研究小组采用了一种崭新的平行技术——paleometagenomics。Paleometagenomics所使用的光脉冲（light pulses），一次能够读出序列上的几千个碱基对。利用计算机软件将这些序列片段与DNA库中的序列片段进行比对，依据穴居人与现代人类序列的相似性，找出穴居人的序列信息。

Pääbo及其同事Ed Green也采用了Paleometagenomics技术，并用计算机软件筛选穴居人DNA，所不同的是没有使用细菌库（bacterial libraries），他们将穴居人DNA片段包被在微珠表面进行扩增，获得足够测序的DNA片段。

结果与预期一致，穴居人基因组和现代人类基因组的99.5％都是相同的。Rubin小组推测穴居人与现代人类的最近共同祖先生活在距今70万年以前，而Green通过对一百万碱基对分析，认为是生活在大约46.5－56.9万年前。关于“是否杂交”，Rubin等没有找到答案，Pääbo小组找到了答案：“我们的数据可以做出解释，基因是从现代人类流向穴居人，”这似乎可以理解为现代人类的父亲是现代人的真正祖先——智人，母亲是穴居人。

穴居人的基因组来自于自身，然而Pääbo以及其他一些研究人员非要证实他们的测序结果是真实的，已经排除了DNA老化、测序错误或者操作过程中污染现代人DNA等原因。阿德莱德分子进化学家Alan Cooper说：“这是一个极好的素材，为鉴定人类特有的遗传变化开辟了一条新的道路。”（生物通记者 小粥）