４５萬年前穴居人ＤＮＡ重現天日

嚴　炎

兩組研究人員最近完成了一項許多人稱之為"不能完成"的任務:他們從一塊穴居人的化石中,排序出100萬個單位的基因?據最新的美國《科學》雜志報道,這項數據證明了穴居人至少在45萬年前從人類祖先那里分離出來?科學家們還最新證實,穴居人和現代人類可能有雜交現象?

這項科學突破歸功于一個剛萌芽的研究領域---古基因學?這個學科加快了基因排序技術?以往,在基因排序前,研究人員必須花費很多功夫從樣本中提純基因,然后再從古化石中提取基因信息?這樣才能保證微生物和其他污染物的基因不會出現在最終的排序中?但是通過古基因學,研究人員能把一個未提純的樣本的基因信息輸入電腦,然后讓電腦過濾掉不相關的基因?

2年前,美國加利福尼亞州能源聯合基因研究所所長愛德華·魯賓,拜訪了德國萊比錫進化人類學馬克斯·普朗克研究所的古基因學家塞萬梯·帕柏,討論關于把古基因學應用于穴居人的基因研究問題?帕柏和魯賓一同分享了一塊有38000年歷史的穴居人化石,兩組團隊同步開始研究,進行不同的分析?

在魯賓的實驗中,他的博士后同事詹姆士·努南首先建立一個穴居人的基因庫,然后與活的細菌合成一體,再造基因,基因樣本就能源源不斷而來?這個團隊應用了一種全新的焦磷酸測序技術,用光譜一次讀出成千上萬的基因單位?然后,復雜的電腦程序會把基因片段和可能的基因庫做比較,據此與現代人類基因的相似程度來鑒別穴居人的基因?

而帕柏和他在萊比錫的同事埃德·格林同樣應用了焦磷酸測序和電腦來鑒別穴居人的基因?但是沒有使用細菌,他們用小水珠包圍住穴居人的基因片段,從而放大每塊片段來進行排序?

就像所預期的那樣,穴居人和人類的基因組的相似程度超過99.5%?魯賓的團隊測算出,兩種人類最近的共同祖先大約在70萬年前;而格林小組對于100萬個基因單位的分析得出,穴居人和古人類分離的時間更近了,約在46.5萬到56.9萬年前?至于雜交的現象,魯賓的團隊沒有發現任何跡象,但是帕柏的團隊有所發現?"從表面來看,我們的數據顯示,基因是從現代人遺傳給穴居人,很可能現代人類和穴居人的女性進行了交配?"帕柏說?

"雖然穴居人的基因'重現天日'了,但是帕柏?魯賓和其他人必須證明他們的基因序列是真的,而不是由于年代?排序或處理這些化石的人們的污染造成的錯誤序列",賓夕法尼亞州州立大學的基因學家史蒂芬·史庫斯特說?但是,澳大利亞阿德萊德大學的分子進化學家艾倫·庫珀認為,"這項發現很偉大,它開啟了鑒別特殊人類基因變化的大門?"