尼安德特人(Neanderthal)在大約4萬年前神秘地消失了，但在消失之前，他們與剛剛開始在全球擴散的另一個人類物種雜交。由於這些古老的幽會，如今許多現代歐洲人和亞洲人在他們的基因組中含有大約2%的尼安德特人DNA。奇怪的是，尼安德特人DNA的一些片段在現代人類群體中比在其他人群中更常出現，這導致科學家們想要知道它們的傳播是偶然促進的，還是這些經常出現的基因賦予某種功能優勢。

        在一項新的研究中，來自美國斯坦福大學的研究人員找到了令人信服的支持後者的證據。相關研究結果發表在2018年10月4日的Cell期刊上，論文標題為“Evidence that RNA Viruses Drove Adaptive Introgression between Neanderthals and Modern Humans”。

        斯坦福大學人文與科學學院進化生物學家Dmitri Petrov說，“我們的研究表明，因為一種很不錯的原因，大量經常出現的尼安德特人DNA片段具有很好的適應性。尼安德特人的基因可能讓我們抵抗我們的祖先在離開非洲時遇到的病毒。”

        當兩個物種之間發生第一次接觸時，尼安德特人已在非洲以外生活了數十萬年，這讓他們的免疫係統有足夠的時間在歐洲和亞洲進化出抵抗傳染性病毒的防禦。相比之下，我們剛遷移出非洲的祖先會更容易遭受病毒感染。Petrov實驗室前博士後研究員David Enard說，“對於現代人來說，僅僅借用尼安德特人已適應的基因防禦而不是等待他們自己的適應性突變產生就更有意義了，畢竟後者需要花費更多的時間。”

        Petrov和Enard說，他們的研究結果與兩種物種之間發生基因交換的“毒物-解毒劑(poison-antidote)”模型相一致。在這種情況下，尼安德特人不僅將傳染性病毒遺留給現代人類，而且還遺留了抵抗這些入侵者的遺傳工具。

        Enard說，“現代人類與尼安德特人之間的親緣性是如此密切以至於這些病毒的跳躍確實不存在著遺傳障礙。不過這種親緣關係也意味著尼安德特人可能向我們傳遞針對這些病毒的防禦措施。”

        在這項新的研究中，Petrov和Enard證實尼安德特人傳遞給我們的基因防禦措施是抵抗RNA病毒的，其中RNA病毒用RNA編碼它們的基因，相反DNA病毒用DNA編碼它們的基因。

        持續存在的基因

        Petrov和Enard在編製出現代人類中已知與病毒以某種方式相互作用的4500多個基因的列表後，得出了他們的結論。Enard隨後根據已被測序的尼安德特人DNA的數據庫核對他的基因列表，從而鑒定出來自現代人類的這些基因的152個片段也存在於尼安德特人中。

        Petrov和Enard證實在現代人類中，這些我們從尼安德特人遺傳的這152個基因與現代的HIV病毒、甲型流感病毒和丙型肝炎病毒(HCV)相互作用---它們都屬於RNA病毒。由此，Enard和Petrov得出結論，這些基因協助我們的祖先抵禦他們離開非洲時遇到的古老RNA病毒。

        有趣的是，他們發現的這些尼安德特人基因僅存在於現代歐洲人中，這提示著不同的病毒影響了尼安德特人與當今亞洲人的古老祖先之間的基因交換。Enard說，這是有道理的，這是因為尼安德特人和現代人之間的雜交被認為多次發生在史前的多個地區，並且每次都可能涉及不同的病毒。

        除了提供關於尼安德特人與人類之間雜交的新觀點之外，這些新的發現還表明梳理一個物種的基因組並找到曾經折磨著它的古老疾病的證據是有可能的---即便導致這些疾病的病毒在很久之前就已消失了。Enard說，這種方法對RNA病毒尤其有效，這是因為RNA病毒的RNA基因組比它們的DNA對應物更脆弱。

        他補充道，“這與古生物學相似。你能夠用不同的方式找到恐龍存在的線索。有時候你會發現實際存在的骨頭，但是有時候你在化石泥中僅發現足跡。我們的方法同樣也是間接的：鑒於我們知道哪些基因與哪些病毒相互作用，我們能夠推斷出這些類型的病毒導致古老的疾病爆發。”(生物穀 Bioon.com)

        參考資料：

        Dmitri Petrov, David Enard. Evidence that RNA Viruses Drove Adaptive Introgression between Neanderthals and Modern Humans. Cell, 4 October 2018, 175(2):360-371, doi:10.1016/j.cell.2018.08.034.