동아시아에서 발견된 210만~30만년 전의 화석은 동아시아 호모 에렉투스의 진화사를 재구성하는 핵심 자료이다. 그러나 그들의 오랜 역사와 전통적인 파괴 샘플링 방법으로 인해 이러한 귀중한 샘플에 대한 분자 연구는 심각하게 제한되어 오랫동안 인류 진화에 관한 일련의 주요 과학적 질문이 해결되지 않은 상태로 남아 있습니다.
최근 중국과학원 척추동물 고생물학 및 고인류학 연구소는 처음으로 화석의 완전한 형태를 파괴하지 않고 저우커우뎬, 베이징, 허시안, 안후이, 쑨자둥 세 지역에서 발굴된 약 40만년 전의 중기 홍적세 호모 에렉투스 치아 화석 6개로부터 계통 발생 정보가 포함된 내인성 에나멜 단백질 데이터를 처음으로 성공적으로 획득했습니다. 이는 세계 최초로 호모 에렉투스의 식별 특성을 지닌 분자 정보를 획득한 것으로, 홍적세 중기 동아시아 고대 인류 집단의 상호작용 네트워크를 재구성한 것이다.
화석의 완전한 형태를 파괴하지 않기 위해 과학 연구팀은 거의 "비파괴적인" 평가 및 샘플링 계획을 탐구하고 혁신적으로 제안했습니다. 첫째, 연구자들은 고대 인간의 치아 법랑질에 있는 고대 단백질의 보존을 검사하기 위해 매트릭스 보조 레이저 탈착 이온화 비행 시간 질량 분석기를 사용했습니다.
이를 바탕으로 연구팀은 최초로 홍적세 중기 호모 에렉투스 화석에 손상을 최소화하는 애시드 에칭 샘플링 기술을 적용했다. 이 기술은 표면 에나멜의 작은 면적만을 소비하고 기본적으로 화석 형태에 영향을 주지 않으면서 내인성 단백질을 효율적으로 얻습니다.
과학 연구자들이 최초로 분자 수준에서 Zhoukoudian, Hexian, Sunjiadong 및 기타 지역의 동아시아 호모 에렉투스 화석을 연구할 수 있었던 것은 바로 이러한 중요한 돌파구 때문이었습니다.
연구자들은 650-3457개의 펩타이드 세그먼트를 포함하여 6-11개의 내인성 에나멜 관련 단백질을 성공적으로 식별했으며 구성된 공통 서열은 269-903개의 아미노산 부위를 포함합니다.
호모 에렉투스 화석으로부터 특징적인 계통발생 정보를 지닌 내인성 법랑질 단백질 데이터를 얻은 것은 세계 최초로이며, 현재까지 동아시아에서 가장 오래된 고대 인간 프로테옴이기도 하다. 이번 연구는 동아시아 고대 인간 프로테옴의 시간적 한계를 약 16만년 전에서 최소 40만년 전으로 끌어올렸다.
중국의 호모 에렉투스는 동일한 진화 계통에 속합니까, 아니면 여러 다른 기원을 나타내거나 상대적으로 고립된 그룹을 나타냅니까? 동아시아의 홍적세 중기 호모 에렉투스 화석의 물리적 형태의 이질성은 과학자들 사이에서 장기적인 논쟁을 불러일으켰습니다.
에나멜 단백질 데이터는 결정적인 답을 제공했습니다. 이 연구는 결정적인 새로운 돌연변이, 즉 아멜로블라스틴 AMBN A253G의 단일 아미노산 다형성을 발견했습니다. 이 돌연변이는 호모 에렉투스 표본 여섯 개 모두에서 확인되었으며, 다른 출판된 고대, 현대 또는 기타 살아있는 영장류나 화석 영장류에서는 발견되지 않았습니다.
이번 연구에서는 동아시아 호모 에렉투스 6마리와 하얼빈 개체 1마리를 포함하는 내인성 단백질 비교 데이터 세트를 구축했습니다. 그 결과 6마리의 동아시아 호모 에렉투스가 하나의 가지로 명확하게 모여 있으며 데니소바인, 네안데르탈인 및 현생인류와 명확하게 분리되어 있는 것으로 나타났습니다.
이번 발견은 중국 내 위 세 유적지의 호모 에렉투스가 독립적인 진화군에 속한다는 사실을 처음으로 확인하는 직접적인 분자 증거를 제공하고, 동아시아에서 오랫동안 지속되어 온 호모 에렉투스의 내부 분류 논란을 해소하고, 호모 에렉투스의 유전적 특성에 대한 이해의 격차를 메워줍니다.
연구팀은 6개의 동아시아 중기 홍적세 호모 에렉투스 샘플 모두에서 또 다른 공통 핵심 돌연변이인 AMBN M273V를 식별하고 해당 코딩 DNA 영역을 역추적하고 상세한 분석을 수행한 결과 데니소바인 게놈의 일부 유전자가 현생 인류에 침투했으며 그 기원이 Zhoukoudian, Hexian 및 Sunjiadong의 중기 홍적세 관련 개체군으로 거슬러 올라갈 수 있음을 밝혔습니다.
위의 연구를 바탕으로 과학 연구자들은 인간 진화에 대한 알려지지 않은 그림을 설명했습니다. 40만 년 전 Zhoukoudian으로 대표되는 동아시아의 호모 에렉투스는 독특한 진화 그룹일 뿐만 아니라 현대 인간 유전자 풀에 있는 고대 유전자의 원천 중 하나입니다.
이 연구는 호모 에렉투스를 형태학적 인지 개체에서 명확한 유전적 기여를 가진 진화 개체로 변형시킨 최초의 연구입니다. 분자 수준에서 Zhoukoudian, Hexian 및 Sunjiadong, Denisovans와 관련된 동아시아 호모 에렉투스와 오늘날 일부 현대 인류 인구 사이의 깊은 유전적 연관성을 발견하여 고대 인류 진화의 복잡성과 호모 속 내 유전자 교환 네트워크를 이해하는 데 중요한 증거를 제공합니다.
연구에 사용된 샘플링부터 데이터 분석까지의 혁신적인 방법론 시스템은 고단백체학을 계통 식별에 초점을 맞춘 도구에서 진화 가설을 독립적으로 추론하고 검증할 수 있는 핵심 연구 방법으로 변화시켰습니다. 이는 고대 인류 그룹을 탐구하기 위한 참고 연구 패러다임을 확립했으며, 고단백체학을 인류 진화의 역사를 해독하는 중요한 수단으로 표시했습니다.
관련 연구 결과가 네이처(Nature)에 게재되었습니다.자연)우수한.
종이 링크
과학자들은 처음으로 호모 에렉투스 화석에서 계통 특성에 대한 유전 정보를 추출했습니다.
중국 홍적세 중기 호모 에렉투스 유적지의 지리적 위치와 본 연구의 샘플 정보