人类历史遗传之最(古DNA技术挖掘古代人类遗传
从古至今,人类历史像一部宏大的史诗,而古DNA技术则如同一把犀利的剑,为我们剖析这部史诗提供了独特的视角。在过去的十余年里,科研人员运用古DNA技术,挖掘出了全球人群迁徙交流的历史,绘制了最古老东亚现代人“田园人”的遗传结构,并追溯了中国南北方人群格局的形成。今天,《细胞》杂志刊登的一篇由中科院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹团队撰写的点评文章,为我们揭示了古DNA技术的最新进展和未来前景。
高通量测序技术的广泛应用,是古DNA研究领域的一次重大革新。这种被称为“二代测序”的技术,能够迅速测定大量DNA序列,理论上可以测序样本中所有DNA分子的信息。在此之前,古DNA研究主要依赖聚合酶链式反应(PCR)技术,但PCR技术获取的DNA信息极为有限,且难以区分真正的古DNA和污染DNA。
付巧妹团队利用高通量测序技术,成功从海量的污染DNA中“钓取”出目标古DNA。他们研发出一种DNA捕获技术,就像用钓鱼的方式,通过设计DNA或RNA探针,把目标古DNA从“大海”中精准地提取出来。这项技术大大提高了古DNA测序的效率,使得我们从一些“棘手”的样本中也能获得足够的数据进行分析。
在我国南方温暖潮湿的环境下,古DNA的保存面临极大的挑战。但付巧妹团队成功运用DNA捕获技术,获取了30个古南方人群的基因组信息,揭示了一片关于东亚和东南亚交汇处人群遗传史的全新篇章。更令人振奋的是,古DNA研究人员最近直接从“土”(沉积物)里提取古DNA,成功获取了数万年前的古老型人类的DNA,这项技术挑战了传统的化石依赖,为我们打开了通往史前世界的大门。
虽然古DNA研究充满了艰辛和挑战,但未来却充满希望。古DNA不仅是遗传信息的载体,更是时间的刻痕,记录了人类数万年的演化与适应。付巧妹表示,现代人的某些功能基因单倍型就来源于古老型人类,这些基因涉及多种生理功能,如先天免疫、脂代谢、高海拔适应性、肤色等。东亚人群的头发和牙齿表型的基因型频率变化,也与环境适应性息息相关。
展望未来,古DNA技术将不仅仅关注人类的演化历史,还将着眼于当今人类的生理与健康。如何更有效地获取这些信息,并将信息进行多维度结合,将是未来的研究重点。结合古DNA技术与现代前沿分子生物学技术,如构建动物模型并结合基因编辑技术,将能更深入地理解人类演化史对我们今天人类健康的影响。
古DNA技术如同一把解锁人类历史奥秘的钥匙,它让我们能够更深入地理解人类的起源、迁徙、演化以及适应环境的过程。随着技术的不断进步,我们有理由相信,古DNA技术将为我们的健康和生活带来更多的启示和帮助。