Cell：古人类的 DNA 仍影响着现代人的基因表达

1、 什么是尼安德特人？

科学界的主流观点认为，现代人类都是 20 万年前非洲智人（Homo sapiens）的后裔。早期智人通过迁徙到达其他大陆，逐渐形成现代人类。当时，除了非洲智人，地球上还存在着其他人种，例如，12 万年前出现在欧洲大陆的尼安德特人（Homo neanderthalensis）。尼安德特人是现代欧洲人祖先的近亲，因其化石发现于德国尼安德特山洞而得名。他们曾统治着整个欧洲、亚洲西部以及非洲北部，但在 4 万 2 千年前，这些古人类却消失了。2009 年，尼安德特人基因组图谱发布。之后的研究表明，就现代分布于中东和欧洲的人类而言，有 1%~4% 的 DNA 来源于尼安德特人。

2、 来自尼安德特人的影响

虽然消失了 4 万年，尼安德特人 DNA 片段仍零散地分布在现代人的基因组中，它们是有功能的元件，还是沉默的过客？我们仍不得而知。近日，研究人员在《Cell》发文，证实了尼安德特人的 DNA 仍然影响着现代人基因的开或关，受影响的基因涉及身高、精神分裂症和狼疮等性状。

“尽管已经消失了 4 万年，尼安德特人的 DNA 仍然对我们的基因表达存在着影响。”文章的共同作者、华盛顿大学遗传学家 Joshua Akey 说，“而且，那些基因表达量的变化进一步影响着我们的表型和疾病的易感性。”

之前的研究表明，尼安德特人的基因与脂肪代谢、抑郁症和狼疮等性状相关联。那么，它是否真的有功能，又是如何发挥作用的呢？在这项研究中，研究人员分析了来自 Genotype-Tissue Expression (GTEx) Project 的 RNA-Seq 数据。对于每一个候选基因，研究人员寻找那种杂合的个体，即两个等位基因分别来自于现代人和尼安德特人，然后比较这两个等位基因的表达量是否有差异。研究人员一共在 52 种组织中进行了比较。

“我们发现，在所有残留的尼安德特人基因中，25% 的基因都存在差异表达（现代人 vs. 尼安德特人）。”文章的第一作者、华盛顿大学博士后 Rajiv McCoy 说。在大脑和睾丸中，尼安德特人基因的表达量尤其的低，说明这些组织在现代人中获得了快速的进化。“我们可以推测，在大脑和睾丸中，这些基因的表达调控发生了巨大的变化。”Akey 说。

举个例子，ADAMTSL3 是一个源自尼安德特人的基因，它能够影响精神分裂症的易感性，也能够影响身高。同样有研究表明 ADAMTSL3 能够影响可变剪切过程。因此，当这个尼安德特人基因存在时，就会使更多的 mRNA 发生可变剪切。虽然这一过程与身高、精神分裂症之间的联系需要进一步研究，但这个例子为我们提供了可能的尼安德特人基因影响现代人基因表达的机制。

“现代智人与尼安德特人的交合增加了遗传多样性。”Akey 说，“虽然现代智人与尼安德特人的基因交流发生在 4 万年前，但至今那些零碎的 DNA 片段仍广泛地影响着我们的基因表达。”

使用同样的分析方法，研究人员下一步准备探索另一人种——丹尼索瓦人（Denisovans）的 DNA 对现代人基因表达的影响