中德科學家首次提取出古人類核DNA，發(fā)現(xiàn)史前人類成功完成跨越大洋之舉

美洲土著人祖先在北京

文匯報2013-02-07第三版

　　史前人類不可能坐上越洋航線，但他們卻成功地完成了跨越大洋之舉。中德科學家在最近發(fā)表的一篇論文中提出，4萬年前，亞洲和美洲土著人共同的祖先還居住在北京。

　　但除了這個發(fā)現(xiàn)，該論文的學術(shù)價值更在于一項技術(shù)發(fā)明——研究團隊設計并實施了一種方法，成功地從古人類遺骨中提取了核DNA，這在科學史上還是首次。這為將來進一步勾畫出人類起源和遷移的路線圖奠定了堅實的技術(shù)基礎。

　　這篇論文刊發(fā)在近日出版的《美國國家科學院院刊》（PNAS），題為《對出自中國田園洞的早期現(xiàn)代人所做的DNA分析》。

北京猿人的“鄰居”

　　田園洞遺址發(fā)現(xiàn)于2001年，位于北京市西南部的房山區(qū)，距離著名的周口店北京猿人遺址約6公里。2003年起，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的科學家在此挖掘出土包括下頜骨和部分肢骨在內(nèi)的古人類遺骸。該個體被證明生存于距今4萬年前左右，并被命名為“田園洞人”。

　　此次DNA分析樣品取自該個體的一塊腿骨，在經(jīng)過樣品前處理和DNA提取、擴增、測序和分析后，研究團隊成功獲得了該個體的核DNA和線粒體DNA。把DNA樣本與世界各地的人類基因比對后，研究人員發(fā)現(xiàn)，該個體與當今亞洲人和美洲土著人（蒙古人種）有著密切的血緣關系，而與現(xiàn)代歐洲人（歐羅巴人種）的祖先在遺傳上已分開，分屬不同人群。

　　該項研究的主要中方負責人、中科院古脊椎動物與古人類研究所研究員高星告訴記者，田園洞人DNA測序分析顯示，現(xiàn)生本土人群的直系祖先可追溯到4萬年前的北京地區(qū)；這也是從分子層面，為中國人和美洲土著人的祖先源頭提供了證據(jù)。

細菌和人的“DNA粥”

　　而該報告更為重要的意義也許是實驗方法的創(chuàng)新。論文第一作者、德國馬普進化人類學研究所研究人員付巧妹告訴記者，以往，科學界從未從內(nèi)在DNA含量很低的早期現(xiàn)代人遺骨中提取出核DNA。難度在于，遺骨經(jīng)長期埋藏，其中的DNA會嚴重流失、降解，消失殆盡。此外由于一些微生物會在骨骼中生存，或以骨骼為食，因而在提取古人類DNA的過程中，會混入大量微生物的遺傳物質(zhì)。

　　付巧妹表示：“田園洞人的腿骨中，僅含有0.03%的人類DNA。”因此，如果把提取的遺傳物質(zhì)樣本比喻成一碗“DNA粥”，人類DNA的含量只是一兩顆米粒，剩下的全是微生物DNA。如何才能沙里淘金，將它找出來呢？

　　研究團隊發(fā)明了獨特的“富集”法。簡單說，通過鉆取、得到部分肢骨的骨粉后，提取出骨粉中的DNA，但這些DNA主要來自微生物。相對來說，直接測序很難得到古人類DNA信息。隨后，該團隊設計了一條與現(xiàn)代人類相同的DNA鏈片段，將其與田園洞人的DNA樣本混合?，F(xiàn)代人類的DNA鏈作為模板，就如同磁石一般，將屬于古人類的DNA片段給“吸”了出來?！拔⑸锏腄NA與人類DNA相差太多，因而，能夠被釣取的主要是古人類DNA?！备肚擅媒忉屨f。

　　實驗時，現(xiàn)代人與田園洞人的DNA片段分別被做了不同記號，經(jīng)過多次提純和比對，來自田園洞人的21號常染色體較完整地呈現(xiàn)在研究團隊面前。

“非洲母親說”或被改寫

　　現(xiàn)代人的起源與演化是目前學術(shù)界的熱點課題。此前，要從分子層面研究早期現(xiàn)代人，更多是依靠“線粒體DNA”；但與核DNA相比，線粒體DNA能提供的信息少得多。

　　通過分析線粒體DNA，科學界普遍認為，現(xiàn)代人的共同祖先可追溯到約20萬年前的一位非洲女性。這位非洲母親也被稱為“線粒體夏娃”。但高星表示，在古人類遺骸中完成核DNA的提取和分析，將來可能揭示出更多古人類演化的遺傳信息，相關理論可能會被修正，甚至出現(xiàn)重大突破。

　　高星同時認為，該方法的建立，有利于最大限度獲取早期現(xiàn)代人的遺傳信息，辨認其種族屬性。如果能獲得更多不同時代的古人類DNA，那就能還原出人類的演化鏈條和遷徙過程，揭開有關人類進化的若干謎團。

　　本報實習生 郝夢夷 記者 張懿