【ZiDongHua 之“自动化学院派”收录关键词：中科院古脊椎所   河北地质大学    DNA  生物信息学    遗传学    】
　　
　　中国科学家通过牙结石古DNA揭示近乎完整头骨的的哈尔滨古人类为早期丹尼索瓦人
　　
　　丹尼索瓦人是一支基于遗传学信息发现的神秘的已灭绝古人类群体，现有古DNA和古蛋白证据将来源于丹尼索瓦洞穴、青藏高原白石崖溶洞以及台湾澎湖海域等遗址点出土的牙齿、骨骼碎片及不完整下颌骨归属于丹尼索瓦人群，暗示他们可能曾广泛分布在亚洲地区。然而，目前的丹尼索瓦遗骸都较为残破，缺乏较完整的形态特征，难以解析其与亚洲其他古人类群体之间的演化关系。解决这一问题的关键，在于获取同时具有完整形态和遗传学上确凿的群体归属的化石，而2021年报道的哈尔滨古人类头骨有希望提供这一突破性的证据。
　　
　　哈尔滨古人类化石是在中国黑龙江省哈尔滨市发现的一具保存较为完好的古人类头骨化石，铀系测年认定其不晚于14.6万年（图1），学者将其命名为一个新的人种，“龙人”（Homo longi）。形态学研究揭示其与青藏高原白石崖溶洞的丹尼索瓦下颌骨存在显著相似性，暗示其同样可能属于丹尼索瓦人。最新的古DNA研究为哈尔滨古人类个体的群体归属和丹尼索瓦人群的较完整形态提供了关键线索。
　　
　　近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹团队与河北地质大学季强研究团队通过优化实验提取方案和研发生信分析方法的创新，首次成功从其牙结石中获取到古老型人类古DNA。自丹尼索瓦人发现15年来首次用遗传学证据将较完整的头骨形态与丹尼索瓦人关联起来，为丹尼索瓦人的研究提供了关键线索，加深了我们对东亚古人类多样性及其演化历史的理解。同时，从牙结石中成功提取宿主古DNA更为中更新世人类遗传学研究开创了新途径。
 
　　
　　图： 来自近乎完整头骨牙结石中的丹尼索瓦人线粒体DNA研究总结图
　　
　　目前全球仅有4个10万年以上的古人类遗址成功获取到人骨古DNA数据，可见从哈尔滨古人类化石样本中获取古DNA面临着严峻的技术挑战。在明确其牙齿和颞骨无古DNA的情况下，研究团队另辟蹊径从牙结石获得中更新世古DNA。牙结石特殊的矿化结构，会在形成过程把宿主细胞、口腔微生物等包埋其中，相对封闭。研究对两份微量牙结石样本（0.5mg和0.3mg）进行提取实验优化，将可能存在的提取液以及实验过程的残留物（硅胶膜和沉淀物）进行多方案提取，构建了20个DNA文库，从中筛选出7个含丹尼索瓦人特异性变异的文库（均来自0.3mg样本）用于下游分析。通过自主开发的污染评估方法，识别出高达82%的现代人污染，后续分析仅严格选用具有古DNA降解特征的短片段数据（<=60 bp）。同时，研究自主开发算法构建了人类祖先型和丹尼索瓦人祖先型参考序列，以最大程度减小比对误差和筛选出较准确的古DNA片段。
　　
　　通过获取的宿主线粒体DNA分析显示，哈尔滨古人类个体属于丹尼索瓦人分支，研发生信分析方法确定不同支系的关键位点，明确了其与西伯利亚丹尼索瓦洞穴早期个体更相关，而与晚期个体不同（图1）。结合这些个体的年代信息，丹尼索瓦洞穴早期个体的年代范围分别是18.7-21.7万年，12.3-19.4万年和约19万年前，晚期个体年代大约为5.2-8.4万年，而哈尔滨古人类个体的年代不晚于14.6万年，与早期丹尼索瓦人的年代更接近。
　　
　　这一研究具有多重意义。首先，这是首次将丹尼索瓦人遗传信息与近完整头骨形态直接关联，为识别其他可能属于丹尼索瓦人的亚洲化石（如大荔人、金牛山人等）提供了重要参照。其次，研究证实了牙结石作为古老DNA保存载体的巨大潜力，为突破中更新世古DNA研究的技术瓶颈开辟了新途径。
　　
　　从更宏观的视角看，这项研究为理解丹尼索瓦人在亚洲的迁徙扩散提供了更清晰线索。哈尔滨个体与西伯利亚早期丹尼索瓦人（距今12.3-21.7万年）在遗传上的紧密联系，表明这一古人类群体在中更新世晚期已广泛分布于从西伯利亚到中国东北的广阔地域。