尼安德特人DNA有助于人类基因表达

最后一个尼安德特人在4万年前去世了，但是他们的大部分基因组都是通过现代人类一点一点地生活着。尼安德特人遗传贡献的影响尚不确定：这些片段是否会影响我们的基因组功能，还是他们只是乘坐的无声乘客?在Cell于2月23日，研究人员报告证据表明，尼安德特人的DNA序列仍然会影响现代人类基因的开启或关闭。研究人员发现，尼安德特人基因对基因表达的影响可能会导致高度和对精神分裂症或狼疮的易感性等特征。

“即使在最后一次人类 - 尼安德特人交配后5万年，我们仍然可以看到对基因表达产生可测量的影响，”华盛顿大学医学院的遗传学家和研究报告的共同作者约书亚艾克说。“基因表达的这些变异有助于人类表型变异和疾病易感性。”

以前的研究发现尼安德特人基因与脂肪代谢，抑郁和狼疮风险等特征之间存在相关性。然而，弄清楚相关背后的机制已经证明是困难的。DNA可以从化石中提取并测序，但RNA不能。没有这些信息来源，科学家们无法确定尼安德特人的基因是否与现代人类基因的运作方式不同。然而，他们可以在具有尼安德特人血统的现代人类中寻找基因表达。

在这项研究中，研究人员分析了一个名为基因型 - 组织表达(GTEx)项目的数据集中的RNA序列，寻找携带任何给定基因的尼安德特人和现代人类版本的人 - 每个父母的一个版本。对于每个这样的基因，研究人员然后比较了52个不同组织中两个等位基因的头对头表达。

“我们发现，对于我们测试的所有这些网站中约25%，我们可以检测到尼安德特人等位基因与现代人类等位基因之间的表达差异，”该研究的第一作者，威斯康星大学博士后研究员拉吉夫麦考伊说。

尼安德特人等位基因的表达在大脑和睾丸中往往特别低，表明这些组织可能经历了更快速的进化，因为我们在大约70万年前偏离了尼安德特人。“我们可以推断，基因调控的最大差异可能存在于大脑和现代人类与尼安德特人之间的睾丸中，”Akey说。

本研究揭示的一个例子是名为ADAMTSL3的基因的尼安德特人等位基因，它可以降低精神分裂症的风险，同时也影响身高。“其他人以前的工作已经表明这个等位基因会影响可变剪接。我们的结果支持这种分子模型，同时也揭示了因果突变是从尼安德特人遗传的，”McCoy说。可变剪接是指mRNA在离开细胞核之前被修饰的过程。当存在尼安德特人突变时，细胞的机器去除了在现代人类版本中表达的mRNA片段。由于来自尼安德特人祖先的单一突变，细胞最终制造出修饰的蛋白质。

修改后的蛋白质，身高和精神分裂症之间的联系仍然需要更多的调查，但它是现代人与尼安德特人之间的微小差异如何导致人们变异的一个例子。

“现代人与尼安德特人之间的杂交增加了基因组的复杂性，”Akey解释道。“杂交不仅仅是5万年前发生的事情，我们不必再担心了。那些小点点，我们的尼安德特人的遗物，正在以普遍和重要的方式影响基因表达。”

接下来的步骤可能包括调查Denisovans(另一种与现代人杂交的人类物种)是否有助于基因表达，以及更广泛地应用并列的表达分析方法。在这项研究中，McCoy及其同事不得不开发一种新的统计方法来筛选大量的RNA数据，但同样的技术可用于比较现代人类等位基因之间的基因表达差异。

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