现代巴布亚人的免疫系统有可能来自一个古老的人类祖先,受到遗传影响发表的一项新的研究表明公共科学图书馆遗传学。
丹尼索瓦人现代基因组DNA的贡献
近年来,DNA测序技术的进步使科学家去探索我们古老的祖先的基因组和比较现代的人类。巴布亚和巴布亚新几内亚的原住民——被称为“巴布亚人”——欠百分之五的基因编码一种已经灭绝的物种的古人类,叫做“丹尼索瓦人”。丹尼索瓦人的存在被发现在2010年,当某一种人类手指骨DNA提取在西伯利亚的一个洞穴中发现的测序;后来获得的工作Svante Paabo教授的2022年诺贝尔生理学或医学奖。
“丹尼索瓦人之间的交互,尼安德特人和智人50 - 60000年前只是迷人,“进化遗传学家说艾琳加利西亚的罗梅罗博士来自墨尔本大学的。
质疑什么角色(s)我们祖先的DNA是在现代基因是一个受欢迎的研究集中在古代DNA分析。去年,研究人员证明保护功能的尼安德特人DNA对抗HIV。然而,同样的基因变异也似乎赋予了SARS-CoV-2严重感染的易感性增加。
在当前的研究中,罗梅罗和同事们集中在百分之五的巴布亚人的DNA来自丹尼索瓦人”。“我们对丹尼索瓦人知之甚少,所以这是一个方法有点侧面看看他们,”她解释说。“然而,更重要的是,我们想了解丹尼索瓦人的生物影响DNA的人实际上把它。我们知道尼安德特人DNA导致今天的个人(和所有个人基因组的非非洲裔有一些),但丹尼索瓦人DNA的作用更多知之甚少。”
丹尼索瓦人的DNA变异存在于监管区域
研究小组的基因组测序56巴布亚人提交他们的DNA先前的研究项目进行了一些研究人员参与公共科学图书馆遗传学研究。”在几个不同的网站收集的样本的新几内亚岛,在印度尼西亚和巴布亚新几内亚。他们代表两种不同的人群在新几内亚岛,”Romero解释道。
巴布亚人也带着尼安德特人的DNA基因组,所以研究者进行了区域的DNA明显“非人”。他们发现,丹尼索瓦人DNA——但不是尼安德特人的DNA发生的地区被称为“基因工程”领域的基因组。“什么人认为当他们认为基因占人类基因组的一个很小的一部分——2%左右。相反,大部分基因组的非编码”(它不编码蛋白质),而是“监管”,”Romero描述。这些监管区域的作用是控制基因是否将“打开”或“关闭”在特定的细胞,如心脏、肝脏或肾脏细胞——除了基因活跃多久和在什么情况下。
“进化,我们看到很多更改这些监管的基因,因为它们实际上风险更小,突变的基因的功能是至关重要的多种细胞类型会影响所有的细胞类型,但监管的相同的基因序列的突变很可能有更严重的影响。这就像完全打开和关闭音乐之间的区别(基因突变),只是调整音量(变异监管区域),”Romero补充道。
在巴布亚人,丹尼索瓦人基因变异基因的监管区域下降,是重要的免疫细胞。“我们不认为这在其他类型的细胞,这表明丹尼索瓦人DNA是真的做出了特殊贡献免疫系统,”Romero说道。这项工作是支持使用计算机分析软件。超越预测和实验验证他们的研究结果,研究人员转向细胞培养。
“这通常是各种各样的遗传学研究的瓶颈,”Romero说道。“验证非常简单,使用的技术。我们合成小的DNA片段(长170基地),包含了丹尼索瓦人序列我们想测试和等价的序列智人之前,把它直接DNA序列叫做绿色荧光蛋白的蛋白质,或GFP。“如果选择的部门团队实际上是能够调节基因(即。,把他们“上”和“关闭”),细胞会产生GFP的副本,将细胞绿色,或不会产生GFP,他们仍将是无色的。
“最好的方法是,我们可以测量有更详细的东西不仅仅是开/关,所以我们也可以说这个序列的丹尼索瓦人版本是更有效地打开GFP智人序列,反之亦然,”Romero补充道。事实上,丹尼索瓦人的DNA被发现调节附近的基因在细胞培养中,建议他们发挥积极作用在现代巴布亚人的免疫功能。研究小组表明,丹尼索瓦人的DNA可能支持早期人类生活在新几内亚的适应他们的环境。
测试更多的变种感染的存在
在这项研究中,只有少数变异通过计算机分析识别的验证实验,限制罗梅罗承认和强调作为今后工作的重点。“我们绝对是致力于扩大丹尼索瓦人序列的数量我们实验测试功能!理想情况下,我们会测试1000年代或10000年代,不仅仅是我们的论文(其中两个因为技术原因失败,所以,我们只测试6),”她说。
”同样重要的是知道我们可以深度的数量是非常有限的资源访问,”Romero补充道。“非欧洲血统的人明显未被充分代表的人类遗传学和生物医学数据库,这些遗漏影响健康结果,例如,更难预测特定DNA变异的后果,或未能预测药物不良影响等等。但这是一个更广泛的限制。”
尽管数据表明,丹尼索瓦人变异影响免疫系统,一个有趣的下一步——罗梅罗的话——将测试这些DNA序列在感染的存在。”,是我们将来肯定会喜欢做,”Romero总结道。
参考:Vespasiani D,雅各布斯G,库克L, et al。丹尼索瓦人基因渗入塑造了今天的巴布亚人的免疫系统。公共科学图书馆遗传学。2022年。doi:10.1371 / journal.pgen.1010470。
莫莉坎贝尔博士艾琳加利西亚的罗梅罗说,高级科学技术网络作家。188金宝搏备用
