丹尼索瓦人的遗传基因可能在我们的精神健康上留下了印记 _丹尼索瓦人

用转染了锌转运蛋白ZnT9(绿色)的HEZ293细胞进行超分辨率STED显微成像，证明部分转运蛋白位于线粒体中。品红色表示线粒体蛋白TOM 20，白色表示定位于线粒体。信用:鲁本·维森特。
据巴塞罗那庞贝法布拉大学：现代人类在大约6万年前离开了非洲，这一事件被称为“走出非洲”在亚洲，他们与丹尼索瓦人相遇，这种相遇可能导致对抗和合作，但也导致各种杂交。事实上，现代人在我们的基因组中保留了丹尼索瓦人起源的遗传变异，这证明了那些最初的相互作用。
现在，一个由进化生物学研究所(IBE)、西班牙国家研究委员会(CSIC)和庞贝·法布拉大学(UPF)的联合中心以及UPF医学和生命科学部(MELIS)领导的团队，已经确定了现代人类中灭绝的丹尼索瓦人遗传遗产的最广泛的痕迹之一。
IBE首席研究员埃琳娜·博施(Elena Bosch)和梅利斯-UPF首席研究员鲁本·维森特(Rubén Vicente)的团队发现，这种基因适应有助于智人的祖先群体适应寒冷。观察到的变异体，参与锌的调节，并在细胞代谢中发挥作用，也可能使现代人容易患精神疾病，如抑郁症或精神分裂症。
锌调节的遗传变异可能意味着一种进化优势
在进化遗传学中，适应如何塑造了人类群体的遗传多样性是一个非常有趣的问题。
从这个问题出发，Elena Bosch的团队在我们基因组的一个区域中的当前人类群体中发现了一种适应性变异，这种变异与灭绝的祖先群体丹尼索瓦人的基因组非常相似。
“通过基因组分析，我们注意到观察到的遗传变异来自于我们过去与古人类的杂交，可能是丹尼索瓦人， ”该研究的第一作者之一Ana Roca-Umbert说。该小组已经排除了尼安德特人的遗传，因为这些人群没有这种突变。
“显然，这种变化是有益的，并证明了人类的选择性优势。因此，SLC30A9基因的这种变异被选中，并传播到了目前的人群中， ”该研究的第一作者之一乔治·加西亚-卡莱贾补充道。
由Bosch指导的进化群体遗传学实验室希望在细胞水平上发现丹尼索瓦人起源的这种遗传变异带来了什么变化。“我们发现这种突变肯定对细胞内锌的运输有影响，所以我们联系了Vicente的团队， ”IBE首席研究员兼该研究的共同负责人Elena Bosch回忆道。

SLC30A9基因置换在当前人群中的地理分布和丹尼索瓦人基因渗入的可能情况。SLC30A9祖先对应于丹尼索瓦人和智人杂交之前的基因版本。SLC30A9变体是指与丹尼索瓦人共用的版本。致谢:乔治·加西亚和埃琳娜·博施。根据知识共享4.0许可。在mapchart中创建。
锌调节:适应寒冷的关键
“埃琳娜联系了我，因为她的团队已经观察到锌转运蛋白中的一种氨基酸发生了变化，这种变化在今天的非洲和亚洲人群中非常不同。从那时起，我们开始问自己问题并寻找答案，”Rubén Vicente评论道。他的团队在分子生理学实验室免疫系统组的生物物理学中，承担了研究细胞内锌移动的技术挑战。
锌是人体健康必需的微量元素，是一种重要的信使，它将信息从细胞外传递到细胞内，并在不同的细胞区室之间传递。缺乏锌会导致生长、神经和免疫紊乱，尽管“由于缺乏跟踪锌流动的分子工具，对其调节的研究仍然很少。”
文森特的实验室发现，观察到的变异导致细胞内新的锌平衡，促进新陈代谢的变化。通过改变细胞的内质网和线粒体，这种变异导致了应对恶劣气候的可能代谢优势。“观察到的表现型让我们想到了对寒冷的一种可能的适应， ”Vicente说。
丹尼索瓦人的遗传基因可能会影响欧洲和亚洲人口的心理健康
锌的运输还涉及神经系统的兴奋性，并在人们的精神平衡和健康中发挥作用。
研究小组指出，在这种锌转运蛋白中发现的变体，在身体的所有组织中都有表达，与患某些精神疾病的更大倾向有关。这些疾病包括神经性厌食症、多动症、自闭症谱系障碍、双相情感障碍、抑郁症、强迫症和精神分裂症。
“在未来，将这项研究扩展到动物模型可能会揭示这种患精神疾病的倾向，”Vicente指出。
这种基因变异已经在全球留下了印记，除了在非洲
尽管这种变异是丹尼索瓦人和智人杂交的结果，但它也传播到了欧洲和美洲土著人口中。事实上，它存在于全球各地的人群中，尽管就非洲人群而言，它的发生率要低得多。
研究小组指出，这可能是丹尼索瓦人迄今为止发现的地理范围最大的遗传适应。“例如，从丹尼索瓦人那里继承的EPAS1基因的一个变体允许适应高海拔的生活，但只在西藏人身上发现。然而，在我们的案例中，这种影响扩展到了非洲以外的所有人群，”Bosch总结道。
这项工作发表在《公共科学图书馆遗传学》杂志上。