古DNA分析與人類曆史

首先聲明，我本人不是這一行的，僅僅是業餘愛好者，錯誤在所難免。雖然業餘，但也不能像民科那樣天馬行空， 怎麽也得盡量說一些有根有據的東西。

用人類DNA研究人類曆史，最早是用mitochondrial DNA（線粒體DNA）分型這個工具的，因為線粒體DNA比較穩定比較短， 又好測又省錢， 在早期研究中比較常見。線粒體DNA是通過母係遺傳，男性細胞中也有來自母親的線粒體DNA， 但不能傳到下一帶，隻有女性的線粒體DNA可以傳給下一代。美國是最早研究美洲土著的線粒體DNA, 首先辨別出來4個分型，按字母表順序就命名為A/B/C/D， 正好，這4個分型也是東北亞母係的主要分型，這也是證實美國土著是由西伯利亞東北部遷移到美洲的DNA研究的最早證據。

另外一個是技術是測男性Y-DNA類型，人類nuclearDNA(核DNA)是包含在23對染色體裏的，其中第23對是決定性別的性染色體，女性是XX，男性是XY， 其中Y隻來自父親的遺傳，所以Y-DNA隻能在男性中可以測到，女性沒有。除了法醫，業餘愛好者也對Y-DNA最感興趣，隻不過法醫的對象是嫌疑犯，而業餘愛好者的對象是曆史上的人物或史前人群。

除了性別，人類其它表征，比如大家最關心的皮膚/毛發顏色等種族特征，基本上是由其它22對染色體（又叫常染色體，常染）決定的。 如果能把DNA全測，那當然是最準確的，但在早期是非常昂貴，第一個全序測定，據說是花了幾百個億美元。哺乳動物包括人類，有30億個堿基對，可以辨別的基因近3萬個，每個基因含有幾十到幾千個堿基對，其它沒啥用的或一時不知道有啥用就稱為Junk DNA。  早期因為測序貴，也隻有西方國家，做一些值得做的工作，比如德國Max Planck Institute（中文簡稱馬普所）Svante Paabo做的古尼安德特人測序。 現在隨著技術進步，測序成本已經大幅降低。

做古DNA研究，按樣本來源分有2個思路：用現代人DNA樣本來倒推古人； 或直接拿古樣本來測。 顯然，後者是最準確的，但是，古DNA不是那麽好測的， 因為DNA會被環境分解， 特別是在南方熱濕環境中，另外，在酸性土壤中DNA也不容易保存下來。

在早期古DNA測序，外源DNA汙染也是個大問題，因為古DNA可以采到的量很少，還包裹在一堆蛋白質/酶之類的東西之中，經過不同的經手人之手，所以早期測的古DNA結果， 後來才知道很多實際上是現代人的DNA。

所以現在古DNA研究的全基因分析有標準程序，需要超淨室，樣本表麵需要清理幹淨， 盡量選擇牙齒內部或人頭骨裏的一個叫petrous bone內的DNA，這2處DNA有可能保存得比較完整，用小鑽機取樣，取出的骨粉還需要用一個技術來富集DNA，像釣魚一樣把古DNA釣出來，然後再測序， 這個富集攝取技術最早是在2010年被哈佛的David Reich實驗室應用在古DNA研究中， 就這樣也不能保證測序成功，而且即使是能測出的，也還有個coverage, 即隻能測出部分基因。 另外，結果還得經過外源DNA汙染檢查，如果汙染率高於一定百分比，這個結果就得棄去。

中國目前做古DNA的組，首推中科院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹， 她是德國馬普所Svante Paabo的學生，又在哈佛David Reich組做過博士後，2017年發表了中國第一個古DNA的全基因分析， 即4萬年前的田園洞人。其它機構是2019年以後才開始與西方接軌， 其中有吉林大學崔銀秋（與馬普所和付巧妹合作）, 大概以後會有廈門大學的王傳超（哈佛David Reich組的博士後）。 至於複旦，以前他們主要是用現代人DNA樣本來倒推古人， 不出問題才怪呢，不知道複旦現在或以後會不會跟上，但至少到目前為止，還沒在重量級學術雜誌看到他們發表的關於中國古DNA的論文。

就拿吉林大學為例吧，以前他們也測了中國古代樣本的Y-DNA，發在李紅傑博士論文上，比如新疆小河的古DNA，Y-DNA是一水的R1a。中亞的R1a，是與Andronovo 文化（來自哈薩克草原的proto-印度-伊朗人，或雅利安人）東進有關。 可是， 吉大今年發的文章（https://www.nature.com/articles/d41586-021-02948-y），小河的Y-DNA又變成R1b了，而根據基因分析，與西伯利亞冰河時期的老土著ANE（Ancient North Eurasian）最接近, 而與proto-印度-伊朗人沒啥關係。

總之，這行目前還在高速發展之中，10年前做的東西，可能現在就過時了，甚至是錯誤的，5年前做的工作，可能當時是影響巨大，但現在看可能也有瑕疵，甚至是重大缺陷。

ps.

付巧妹的工作，她的學生Melinda Yang有篇科普文章作了總結，裏麵能點擊的都是文獻出處。現在論文在正文裏一般不提Y-DNA，但在supplementary material裏麵會說的，但付巧妹似乎對Y-DNA不感興趣，在她的去年7月Science雜誌上發的中國南北方的古DNA論文裏， 連補充材料裏都找不到Y-DNA數據。

https://urnow.richmond.edu/features/article/-/19013/-ancient-dna-is-revealing-the-genetic-landscape-of-people-who-first-settled-in-east-asia.html?utm_source=www&utm_medium=referral&utm_campaign=features-story

吉林大學最近除了在Nature上發的新疆古DNA文章，還發了Ancient genomes from northern China suggest links between subsistence changes and human migration, 這篇不錯，值得細看。

https://www.nature.com/articles/s41467-020-16557-2

王傳超和他的哈佛老板一起在今年發了一篇關於東亞古DNA文章，其中蒙古和西伯利亞的數據比較多，那裏考古曆來發達，其樣本和數據西方比較容易得到。

https://www.researchgate.net/publication/349510968_Genomic_Insights_into_the_Formation_of_Human_Populations_in_East_Asia

 

所有跟帖： 

• 我以前主要是對複旦倒推的依據，一直沒有整明白。如果隻是古Y-DNA，就好理解。 -捕風客- ♂ (0 bytes) () 01/01/2022 postreply 12:49:02

• 英國有個生物學者，對他偏僻老家同姓做了測試，原來是一家， 500年來都有明確生死記錄，可現在的Y-DNA，隻有50%是同型。 -insoine2- ♂ (0 bytes) () 01/01/2022 postreply 12:59:19

• 那這是否意謂著有外麵的Y-DNA，陰差陽錯冒姓了（不細究原因）？ -捕風客- ♂ (0 bytes) () 01/01/2022 postreply 13:02:41

• 通奸最可能，領養或上門女婿應該是有記錄的，偏僻小地方，也不太可能有人攀附。 -insoine2- ♂ (0 bytes) () 01/01/2022 postreply 13:07:23

• 至於號稱是成吉思汗後裔，Y-DNA更是五花八門，什麽都有， 隻有天知道哪個是哪個不是。 -insoine2- ♂ (0 bytes) () 01/01/2022 postreply 13:03:52

• 還是得挖墳，獲得可靠的DNA材料。 -捕風客- ♂ (0 bytes) () 01/01/2022 postreply 13:06:58

• 挖墳也有問題，河南某地號稱發現曹操墓，外地學者質疑，統統不回答，但堅持是曹操墓，為了旅遊賺錢嘛。 -insoine2- ♂ (0 bytes) () 01/01/2022 postreply 13:15:45

• 人類進化史遠比DNA溯源複雜得多。 -通州河- ♂ (0 bytes) () 01/01/2022 postreply 12:55:03

• 演化，mutation是各個方向，沒有自發進化意識，靠環境或運氣決定生死，不少人類古Y-DNA，實際上是死胡同，沒有現代後代 -insoine2- ♂ (0 bytes) () 01/01/2022 postreply 13:20:39

• 馬王堆古屍的DNA與現代人差別多少? -tintin9999- ♂ (0 bytes) () 01/02/2022 postreply 13:41:35