Articles

Neanderthal genome project

forskarna återhämtade forntida DNA från neandertalarna genom att extrahera DNA från lårbenen i tre 38 000 år gamla kvinnliga Neandertalprover från Vindija Cave, Kroatien och andra ben som finns i Spanien, Ryssland och Tyskland. Endast ungefär ett halvt gram av benproverna (eller 21 prover vardera 50-100 mg) krävdes för sekvenseringen, men projektet mötte många svårigheter, inklusive kontaminering av proverna av bakterierna som hade koloniserat Neanderthals kropp och människor som hanterade benen på utgrävningsplatsen och på laboratoriet.

i februari 2009 meddelade Max Planck-institutets team under ledning av Svante p Jacobbo att de hade slutfört det första utkastet till Neanderthal-genomet. En tidig analys av de data som föreslås i ”genomet av neandertalare, en mänsklig art som drivs till utrotning” ”inget signifikant spår av Neandertalgener hos moderna människor”. Nya resultat tyder på att vissa vuxna neandertalare var laktosintoleranta. På frågan om potentiellt kloning av en neandertalare, kommenterade p Kambodbo: ”med utgångspunkt från DNA extraherat från en fossil är det och kommer att förbli omöjligt.”

i maj 2010 släppte projektet ett utkast till sin rapport om det sekvenserade Neandertalgenomet. I motsats till de resultat som upptäcktes vid undersökning av mitokondriellt DNA visade de ett antal genetiska bidrag till icke-afrikanska moderna människor från 1% till 4%. Från deras Homo sapiens-prover i Eurasien (franska, Han-kinesiska och Papuan) uppgav författarna att det är troligt att interbreeding inträffade i Levanten innan Homo sapiens migrerade till Europa. Detta konstaterande är omtvistat på grund av bristen på arkeologiska bevis som stöder deras uttalande. De fossila bevisen placerar inte slutgiltigt neandertalarna och moderna människor i närheten vid denna tidpunkt och plats. Enligt preliminära sekvenser från 2010 är 99,7% av nukleotidsekvenserna av de moderna mänskliga och Neanderthala genomerna identiska jämfört med människor som delar cirka 98,8% av sekvenserna med schimpansen. (Under en tid ändrade studier om gemensamhet mellan schimpanser och människor gemensamheten på 99% till en gemensamhet på endast 94%, vilket visar att det genetiska gapet mellan människor och schimpanser var mycket större än ursprungligen trodde, men nyare kunskap anger skillnaden mellan människor, schimpanser och bonobos på bara cirka 1,0–1,2% igen.)

dessutom avslöjade upptäckten och analysen av mitokondriellt DNA (mtDNA) från Denisova-hominin i Sibirien 2010 att det skilde sig från det för moderna människor med 385 baser (nukleotider) i mtDNA-strängen av cirka 16 500, medan skillnaden mellan moderna människor och neandertalare är cirka 202 baser. Däremot är skillnaden mellan schimpanser och moderna människor cirka 1 462 mtDNA-baspar. Analys av provets nukleära DNA pågick sedan fortfarande och förväntades klargöra om fyndet är en distinkt art. Även om Denisova hominins mtDNA-härstamning föregår skillnaderna mellan moderna människor och neandertalare, koalescerande teori utesluter inte ett senare divergensdatum för hennes kärn-DNA.

ett revbensfragment från det partiella skelettet av ett neandertalbarn som hittades i mezmaiskaya-grottan i nordvästra foten av Kaukasusbergen var radiokoldaterat 1999 till 29 195 065 B. P., och tillhör därför de senaste levande neandertalarna. Forntida DNA återhämtat sig för en mtDNA-sekvens visade 3.48% avvikelse från Feldhofer Neanderthal, cirka 2500 km västerut i Tyskland och 2011 fylogenetisk analys placerade de två i en klad som skiljer sig från moderna människor, vilket tyder på att deras mtDNA-typer inte har bidragit till den moderna mänskliga mtDNA-poolen.

år 2015 rapporterade Israel Hershkovitz från Tel Aviv University att en skalle som hittades i en grotta i norra Israel är ”förmodligen en kvinna som bodde och dog i regionen för cirka 55 000 år sedan och placerade moderna människor där och då för första gången någonsin” och pekade på en potentiell tid och plats när moderna människor först interbred med neandertalare.

i 2016 fann projektet att Neanderthals uppföddes med moderna människor flera gånger, och att Neanderthals interbred med Denisovans endast en gång, vilket framgår av genomet av dagens melanesier.

under 2006 publicerade två forskargrupper som arbetade på samma Neanderthal-prov sina resultat, Richard Green och hans team i Nature, och James Noonans Team i Science. Resultaten mottogs med viss skepsis, främst kring frågan om en eventuell blandning av neandertalare i det moderna mänskliga genomet.

Svante p Jacobbo, chef för avdelningen för genetik vid Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology och chef för sitt Neanderthal Genome-projekt.

2006 hade Richard Greens team använt en då ny sekvenseringsteknik utvecklad av 454 biovetenskap som förstärker enskilda molekyler för karakterisering och erhållit över en kvarts miljon unika korta sekvenser (”läser”). Tekniken levererar slumpmässigt placerade läsningar, så att sekvenser av intresse – gener som skiljer sig mellan moderna människor och neandertalare – dyker upp slumpmässigt också. Denna form av direkt sekvensering förstör emellertid det ursprungliga provet, så för att få nya läsningar måste fler prover destruktivt sekvenseras.

Noonans team, ledd av Edward Rubin, använde en annan teknik, en där Neanderthal-DNA sätts in i bakterier, som gör flera kopior av ett enda fragment. De visade att Neanderthal genomiska sekvenser kan återvinnas med hjälp av ett metagenomiskt biblioteksbaserat tillvägagångssätt. Allt DNA i provet är” odödligt ” i metagenomiska bibliotek. Ett DNA-fragment väljs och förökas sedan i mikrober. Neanderthal-DNA kan sekvenseras eller specifika sekvenser kan studeras.

sammantaget var deras resultat anmärkningsvärt lika. En grupp föreslog att det fanns en antydan om blandning mellan mänskliga och Neanderthal genom, medan den andra inte hittade någon, men båda lagen insåg att datamängden inte var tillräckligt stor för att ge ett definitivt svar.

publiceringen av Noonan och hans team avslöjade Neanderthal DNA-sekvenser som matchade schimpans-DNA, men inte modernt mänskligt DNA, på flera platser, vilket möjliggör den första exakta beräkningen av datumet för den senaste gemensamma förfadern till H. sapiens och H. neanderthalensis. Forskargruppen uppskattar den senaste gemensamma förfader till deras H. neanderthalensis-prover och deras H. sapiens-referenssekvens levde för 706 000 år sedan (divergenstid) och uppskattade separationen av de mänskliga och Neanderthala förfäderna till 370 000 år sedan (delad tid).

”våra analyser tyder på att i genomsnitt den Neanderthala genomiska sekvensen vi erhöll och referensmänniskans genomsekvens delar en senaste gemensam förfader ~706,000 år sedan, och att de mänskliga och Neanderthala förfäderpopulationerna delade ~370,000 år sedan, före uppkomsten av anatomiskt moderna människor.”

baserat på analysen av mitokondriellt DNA beräknas uppdelningen av Neanderthal-och H. sapiens-linjerna hittills till mellan 760 000 och 550 000 år sedan (95% CI).

mutationer av den talrelaterade genen FOXP2 som är identisk med de hos moderna människor upptäcktes i Neanderthal DNA från El Sidr Aubbin 1253 och 1351c-proverna, vilket tyder på att Neanderthals kan ha delat några grundläggande språkfunktioner med moderna människor.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.