从化石中回收的古代DNA是研究进化和人类学的宝贵工具。然而，在非洲的任何地方都没有发现早期地质时代的古代化石DNA，它们被极端的高温和潮湿所破坏。在克服这一障碍的潜在第一步，加州大学圣地亚哥分校医学院和肯尼亚图尔卡纳盆地研究所的研究人员发现了一种新型的糖链 - 一种糖链 - 即使在400万年内也存活下来 - 来自肯尼亚的古老动物化石，在古老的DNA没有的条件下。

虽然来自人类祖先(人类祖先和已灭绝的亲属)的古代化石尚未用于聚糖分析，但这项概念验证研究于9月11日发表在“美国国家科学院院刊”上，可能为人类起源的前所未有的探索奠定基础。和饮食。

“近几十年来，许多新的人源化石被发现并被认为是人类的祖先，”加州大学圣地亚哥分校医学院医学和细胞与分子医学杰出教授Ajit Varki说。“但是所有这些都不可能产生现代人类 - 随着时间的推移，很可能会出现许多人类物种，只有我们下载的物种。我们发现的这种新型聚糖可能会让我们有更好的方法来研究血统是我们的，也回答了许多关于我们进化的问题，以及我们消费红肉的倾向。“

聚糖是所有细胞表面上的复杂糖链。它们介导细胞与环境之间的相互作用，通常作为病原体的对接点。数百万年来，人类和其他类人猿的共同祖先共享一种称为Neu5Gc的特定聚糖。然后，由于可能与利用Neu5Gc作为建立感染的手段的疟疾寄生虫相关的原因，可能发生在2到3百万年前的突变使编码制造该分子的酶的人类基因失活。Neu5Gc的丧失等同于人类祖先细胞表面的根本分子改造，并且可能产生了生育障碍，加速了导致人类的谱系的分歧。

今天，黑猩猩和大多数其他哺乳动物仍然生产Neu5Gc。相比之下，人体血液和组织中只能检测到痕量 - 不是因为我们生产Neu5Gc，而是根据Varki团队先前的一项研究，因为我们在吃Neu5Gc丰富的红肉时积累了聚糖。人类对这种非天然Neu5Gc产生免疫反应，可能会加重癌症等疾病。

在他们的最新研究中，Varki和团队发现，作为其自然分解的一部分，Neu5Gc的标志性部分也被掺入硫酸软骨素(CS)中，硫酸软骨素是骨中的一种丰富成分。他们在各种哺乳动物样本中检测到这种新发现的分子，称为Gc-CS，包括黑猩猩骨骼和小鼠组织中易于检测的量。

与Neu5Gc一样，他们发现人体细胞和血清中只有微量的Gc-CS，可能来自红肉消费。研究人员支持这一假设，即发现缺乏Neu5Gc和Gc-Cs(类似于人类)的小鼠只有在喂食含有Neu5Gc的食物时才能检测到Gc-CS。

想知道Gc-CS的稳定性和持久性如何，Varki在一个公共化石展上买了一个相对便宜的5万年前的洞穴熊化石并将它带回实验室。尽管它的年龄，化石确实包含Gc-CS。

就在那时，Varki转向了肯尼亚图尔卡纳盆地研究所和斯托尼布鲁克大学的长期合作者 - 古人类学家和着名化石猎人Meave Leakey博士。知道研究人员在获得珍贵的古人类化石样品之前需要做出非常强有力的案例，甚至对于DNA分析，Leakey建议研究人员首先通过检测甚至更老的动物化石中的Gc-CS来证明他们的方法。为此，在肯尼亚国家博物馆的许可下，她给了他们一块400万年前的化石的片段，这些化石来自一只类似水牛的动物，这种动物是在图尔卡纳阿利亚湾的骨床上挖掘出来的。肯尼亚北部的盆地。在该骨床中也从同一地平线恢复了人类化石。

Varki和团队仍然能够在这些更古老的化石中恢复Gc-CS。如果他们最终在古代人类化石中找到Gc-Cs，研究人员说它可以开辟各种有趣的可能性。

“一旦我们将我们的技术提炼到我们需要更少的样本数量并且能够从非洲获得古老的人类化石，我们最终可能将它们分为两组 - 那些具有Gc-CS的那些和那些具有Gc-CS的那些那些缺乏分子的人很可能属于导致现代人类的血统，“Varki说道，他也是Salk生物研究所的兼职教授，也是加州大学圣地亚哥/索尔克学院的联合主任。人类学研究与培训(CARTA)。

在一个平行的调查中，Varki希望Gc-CS检测也将揭示人类开始消耗大量红肉时的进化点。

“有可能我们有一天会发现三组人源化石 - 人类谱系分支前的Gc-CS，我们直接谱系中没有Gc-CS的那些，然后是最近的化石，其中含有微量的Gc-CS当我们的祖先开始吃红肉时，我们开始重新出现，“瓦尔基说。“或者我们的祖先可能会逐渐失去Gc-CS，或者只是在我们开始吃红肉后才会失去它们。看到它们会很有趣，我们现在就可以开始问这些问题我们知道我们可以在古代化石中找到Gc-CS了。非洲。”

Leakey也对Gc-CS未来可能扮演的角色抱有希望，作为当前方法的替代品。

“由于DNA在热带地区迅速退化，因此遗传研究不可能在人类祖先的化石中进行，而这些化石的年龄只有几千年，”她说。“因此，这种古老的聚糖研究有可能为研究人类起源提供一种新的重要方法。”