位於格魯吉亞的 Satsurblia 洞穴(圖片來源:Wikipedia)

歐團隊成功從土壤環境提取 DNA 排序 2.5 萬年前未知人類成員基因組

上周刊於 Current Biology 的研究指,在格魯吉亞的 Satsurblia 洞穴中的土層,發現古人類基因組。這是個重要科學突破,顯示在沒有骨頭的情況下也有方法能識別古人類群族的出現。

團隊指,從該洞泥土發現到一個 2.5 萬年前、末次冰期的女性基因,暫時學者都對她所知極少。另外,團隊在同一土層也發現了更新世晚期的狼和野牛 DNA ,可增加當時人類與野生動物互動關係的了解。

團隊在報告中指出,結果表明對古代沉積物中 DNA 進行無差別「散彈槍式排序 (shotgun sequencing) 」可以產生全基因組數據,提供數個分類群 (taxon) 的祖先訊息。

要獲得古 DNA 通當都依賴骨頭化石,而這些化石必須保存良好才能提取當中殘存的 DNA 。然而,很多考古遺址包括 Satsurblia 洞都有較多人族使用過的痕跡,而找不到太多骨頭化石檢測。 Satsurblia 洞曾被使用數千年,但至今現代學者也只排序過唯一一個 1.5 萬年前居於該洞的人類的基因組。

所以在土層中找到被保存的環境 DNA ,越來越受重視。由奧地利維也納大學演化生物學家 Pere Gelabert 和考古學家 Ron Pinhasi 領導的團隊成功在 Satsurblia 洞找到 6 個環境樣本,尋找當中的有用遺傳物質痕跡。團隊最終發現到線粒體 DNA ,經精心拼湊後,足以產生有關曾經居住於該地的人口訊息。

團隊現時只取得該 2.5 萬年前女性古人類的部份基因組,但已可推斷她是全新未知的現代人類成員。另外,在對比現代人口基因組數據時,團隊發現該神秘人類雖已滅絕,但有部份基因早已流入歐亞人口中。

除了該人類基因組外,團隊也排序到狼和野牛的基因組。狼的基因組同樣來自全新未知譜系,並在 1.1 萬年前末次冰期最後階段完全消失。至於古野牛基因組中的線粒體 DNA 可在現代野牛中找到;團隊又發現,與北美野牛相比,該基因組與歐洲野牛和歐亞野牛的關係更密切,顯示北美野牛譜系早於歐洲與亞洲的野牛群族出現,換言之,美洲野牛首先出現,並散佈到其他地區。

目前尚不清楚這三個物種是否曾在洞中一起生活,而且環境 DNA 的研究存在一些明顯局限性,例如所檢索到的任何遺傳物質都是零碎的,受污染的可能性也很高。不過,全基因組的古代土層 DNA 可能為整個生態系統的研究開闢新方向。

來源:
Science Alert, The Genome of a Human From an Unknown Population Has Been Recovered From Cave Dirt, 13 July 2021

報告:
Gelabert, P., Sawyer, S., Bergström, A. & et al. (2021). Genome-scale sequencing and analysis of human, wolf, and bison DNA from 25,000-year-old sediment. Current Biology. doi: 10.1016/j.cub.2021.06.023

文/Alan Chiu

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