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【PLOS子刊】灭绝人种的“幽灵”基因可增强现代人类的免疫功能

首页 » 《转》译 2020-06-16 转化医学网赞(2)

导读	时至今日，灭绝人种的DNA，包括尼安德特人、丹尼索瓦人及其他灭绝人种在内的DNA就像“幽灵”般隐藏在人体细胞内。研究人员在多项研究中对现代人类体内的免疫系统基因，与已灭绝人类的免疫系统基因进行了比较，发现了一些非常明显的相似之处。从灭绝人种身上获得的基因，极大地提高了人类的健康水平和生存能力，在帮助人类从非洲走向世界各地，探索欧亚大陆及其他大陆的过程中起到了非常重要的作用。

大约5万年前，丹尼索瓦人从欧亚大陆消失，又过了大约1万年，尼安德特人也随之消失，只留下我们的祖先——智人这一支人类。这些人种并没有完全消失，他们留下的DNA隐藏在所有现代人的细胞里。所以，一定意义上来讲大家也算是“亲戚”了。

关于这两种灭绝人种的研究从未停止，去年由Garvan医学研究所发表于Nature Immunology上的研究指出，现代人从丹尼索瓦人那里获得了一种基因突变，可以增强现代人的免疫能力，从而适应不同的环境。

作为疟疾和其他新兴热带病等传染病多样性的中心，印度尼西亚作为研究的主要范围是再合适不过了。过去十年来，印度尼西亚一直被排除在基因组测序热潮之外，尚未进行遗传多样性调控的分析。印度尼西亚的独特之处之一是，在新几内亚岛上的个人拥有来自已灭绝的祖先丹尼索瓦人的大量DNA残留物。这些古老的DNA残留物正在驱动涉及免疫功能的基因的变化。

近日，转化基因组学研究所（TGen）主导的研究，首次表征了来自不同地理位置和基因的人群的健康个体基因，表明丹尼索瓦人的DNA残留物可帮助增强现代人类的免疫功能。这项研究还表明，不同岛间的遗传多样性使印尼为一个独特的“研究系统”，可检查基因与环境相互作用。该研究发表在《PLOS》子刊《PLOS遗传学》上。

科学家研究了来自三个印度尼西亚群体的116个个体的基因组多样性：苏门答腊岛西海岸的明打威人（Mentawai），印度尼西亚中部的松巴岛人（Sumba），以及新几内亚岛西部的食人族科罗威人（Korowai）。其中，科罗威人很值得研究，因为它们的DNA拥有世界上最后一个剩余的尼安德特人重要遗传密码残基（多达5％）。正如尼安德特人将某些免疫特性传给欧洲血统一样，丹尼索瓦人可能已经将保护性免疫基因传给了东南亚的后裔。

为了量化印尼的基因调控格局，科学家从居住在印尼三个岛上的116名男性个体的全血样本中生成了DNA甲基化（阵列）和基因表达（RNA测序）测量结果。

从RNA测序数据中进行的基因型变异的主成分分析表明，这三个种族在遗传上是可区分的。然后，他们测试了三个岛屿间的DNA甲基化和基因表达差异，发现Sumba或Mentawai与Korowai之间的信号存在大量重叠。这表明，他们识别出的许多信号是由Korowai数据驱动的，以及Sumba和Mentawai之间的某种程度的同质性。但是，无论关注的是甲基化还是表达差异，当同时检查Sumba或Mentawai的两个比较时，效果大小的一致性差得多。最后，他们确定了岛内DNA甲基化和基因表达的强烈变化，可能是由采样点之间的细微环境差异引起的。

Sumba和Mentawai（绿色），Korowai和Sumba（橙色）以及Korowai和Mentawai（紫色）之间的（A）甲基化探针和（B）差异表达基因的火山图。

该研究的主要作者之一，TGen博士后研究员，海尼·纳特里（Heini Natri）博士说，基因组测序工作主要集中在欧洲血统的人群上。世界上大多数人都受到了深入的研究。随着他们进一步进入个性化和基因组医学时代，了解遗传学如何在不同人群中引发疾病风险至关重要。现在正在尝试查明个别的遗传变化，特别是那些在丹尼索瓦人的这些残留DNA片段中携带的遗传变化，它们调节基因开启或关闭的程度，以及这些遗传变化如何影响免疫应答。

TGen综合癌症基因组学部的助理教授，人类遗传学家，以及本论文的资深作者，尼古拉斯·巴诺维奇（Nicholas Banovich）博士表明，这项研究的结果突出了涉及免疫细胞功能的基因。这表明对当地环境压力，包括各种热带疾病的压力，有潜在的适应性反应。

目前，国际团队正在继续其研究，整合更多的遗传数据，探索当地血统的模式，以及如何将古人类基因嵌入现代人群中。

参考：

【1】https://medicalxpress.com/news/2020-06-immune-properties-ancient-dna-isolated.html

【2】 Heini M. Natri et al, Genome-wide DNA methylation and gene expression patterns reflect genetic ancestry and environmental differences across the Indonesian archipelago, PLOS Genetics (2020). DOI: 10.1371/journal.pgen.1008749

【3】http://www.360doc.cn/article/378011_853254181.html

【4】http://www.360doc.com/content/19/1207/16/67242_878090742.shtml