丹尼索瓦人是發(fā)現(xiàn)于西伯利亞丹尼索瓦洞的古人類，通過對骨頭化石的DNA檢測發(fā)現(xiàn)其屬于尼安德特人姊妹群【1】，最早發(fā)現(xiàn)的丹尼索瓦3號樣品（指骨）形成于距今約74,000到82,000年以前【2】，但是由于缺乏較為完整的骨骼化石樣品可供研究，我們對于丹尼索瓦人的解剖學特點或者說骨骼特點還知之甚少。

在今年五月，由中國科學院青藏高原研究所陳發(fā)虎院士、蘭州大學張東菊副教授和德國馬普演化人類學研究所Jean-Jacques Hublin教授帶領(lǐng)的研究團隊發(fā)現(xiàn)了中國夏河縣的一件16萬年前的人類下頜骨化石，對其進行古人類蛋白分析后發(fā)現(xiàn)該化石是丹尼索瓦人，為丹尼索瓦人的體質(zhì)形態(tài)提供了重要的信息【3】（詳見：Nature | 中國學者發(fā)現(xiàn)16萬年前青藏高原最早的占據(jù)者—夏河丹尼索瓦人。）

雖然丹尼索瓦人的DNA序列可能包含足夠的解剖學特征信息，但目前科學家們解碼這些數(shù)據(jù)的能力非常有限。

為了解決該問題并希望通過基因組信息來重構(gòu)丹尼索瓦人的解剖學特點，2019年9月19日，以色列希伯來大學Liran Carmel研究組在Cell上發(fā)表文章“Reconstructing Denisovan Anatomy Using DNA Methylation Maps”，建立了利用甲基化圖譜重構(gòu)丹尼索瓦人骨骼特點的方法。

想要重構(gòu)丹尼索瓦人的解剖學特點，可能的方式是將單核苷酸多態(tài)性（Single nucleotide polymorphism，SNP）進行綜合和預(yù)測。在歐洲人種中，科學家們對于皮膚、眼睛、頭發(fā)等顏色特征的預(yù)測準確度已經(jīng)超過80%【4】，但是基于全基因組的分析（genome-wide association study，GWAS）準確度還很低【5】。理想的情況下，為了得到比較丹尼索瓦人比較全面的信息，應(yīng)該直接測量基因的表達，但是由于RNA分子非常容易降解，古人類樣品中RNA的測序還尚不可行。因此，Carmel研究組將目光放在了DNA甲基化上面?；蚣谆腔蚪M調(diào)控的關(guān)鍵層面，可以作為基因活性的代表。

在2014年Carmel研究組建立了一種可以重構(gòu)古人類基因組DNA甲基化圖譜的方法，該方法基于對古DNA損傷模式的分析，甲基化與未甲基化的胞嘧啶具有不同的特點，因而可以用來區(qū)分古人類基因組中甲基化與非甲基化的基因【6】。使用此方法，作者們重構(gòu)了丹尼索瓦人3號樣品、兩個尼安德特人樣品以及五個45，000到7，5000前年之前具有解剖結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代人類的DNA甲基化圖譜【6,7】。另外有了55個現(xiàn)今人類骨骼的甲基化圖譜以及5個黑猩猩的甲基化圖譜，作者們建立了一個綜合性的甲基化區(qū)域圖譜，標記出了在古人類進化樹上在不同區(qū)域出現(xiàn)的分支位置【7】。

在建立好檢測系統(tǒng)后，作者們首先對該系統(tǒng)的準確性進行檢測。將已有的尼安德特人DNA甲基化圖譜所預(yù)測的解剖學特點與現(xiàn)有樣品進行比對后確認該系統(tǒng)的精度與準確性是可靠的（圖1）。隨后作者們用該方法對丹尼索瓦人進行預(yù)測，發(fā)現(xiàn)丹尼索瓦人與尼安德特人具有較為類似的特點如頜骨突出、骨盆寬大（圖2）。但是丹尼索瓦人也有一些獨特的特征比如牙弓增長，側(cè)顱擴張（圖2）。這些預(yù)測也與現(xiàn)今已有的一些丹尼索瓦人樣品（例如許昌頭骨）的特點相吻合。

Liran Carmel研究組的工作建立了單向啟動子甲基化圖譜與生物之間表型差異相關(guān)性的對應(yīng)關(guān)系以及預(yù)測方法。雖然現(xiàn)有的測試只能證明尼安德特人、黑猩猩以及丹尼索瓦人頜骨特點與預(yù)測出的特點相符，但是隨著更多的丹尼索瓦人樣品的發(fā)掘，將會有更完整的骨骼化石用以鑒定和調(diào)整該系統(tǒng)的準確性。即使如此，Liran Carmel研究組的工作也為一些缺少化石記錄的物種提供了重構(gòu)解剖學特征的重要工具，同時也為古人類的研究提供了更多可供參考的信息。

原文鏈接：

https:///10.1016/j.cell.2019.08.035

制版人：小嫻子

參考文獻

1 Meyer, M. et al. A high-coverage genome sequencefrom an archaic Denisovan individual. Science338, 222-226,doi:10.1126/science.1224344 (2012).

2 Krause,J. et al. The complete mitochondrialDNA genome of an unknown hominin from southern Siberia. Nature 464, 894-897,doi:10.1038/nature08976 (2010).

3 Chen,F. et al. A late Middle PleistoceneDenisovan mandible from the Tibetan Plateau. Nature 569, 409-412,doi:10.1038/s41586-019-1139-x (2019).

4 Walsh,S. et al. The HIrisPlex system forsimultaneous prediction of hair and eye colour from DNA. Forensic science international. Genetics 7, 98-115, doi:10.1016/j.fsigen.2012.07.005 (2013).

5 Price,A. L., Spencer, C. C. & Donnelly, P. Progress and promise in understandingthe genetic basis of common diseases. Proceedings.Biological sciences 282,20151684, doi:10.1098/rspb.2015.1684 (2015).

6 Gokhman,D. et al. Reconstructing the DNAmethylation maps of the Neandertal and the Denisovan.Science 344, 523-527,doi:10.1126/science.1250368 (2014).

7 Gokhman,D. et al. Extensive RegulatoryChanges in Genes Affecting Vocal and Facial Anatomy Separate Modern fromArchaic Humans. bioRxiv, 106955,doi:10.1101/106955 (2017).