DNA enthüllt den größten menschlichen Stammbaum aller Zeiten, der 100.000 Jahre zurückreicht
Die Forschung, die von Wissenschaftlern des Big Data Institute der Universität Oxford geleitet wird, kombiniert menschliche Genome aus einer Vielzahl von Quellen – sowohl alte als auch moderne DNA – um die menschliche Geschichte und Entwicklung besser zu verstehen.
So wie ein Stammbaum zeigt, wie eine Person mit seinen Eltern oder Geschwistern verwandt ist, ist er erblich Der Hauptautor Anthony Wilder Wons, jetzt Postdoktorand am Broad Institute am MIT und in Harvard, sagte gegenüber CNN, dass die Genealogie die Gene enthüllt, die zwei Menschen gemeinsam haben.
Als solches kann es zeigen, an welchen Stellen im menschlichen Genom Individuen Gene teilen und wo sie sich unterscheiden.
„Einfach gesagt haben wir den größten menschlichen Stammbaum aller Zeiten erstellt“, sagte Wons. „Wir haben eine einzige Linie, die die Vorfahren der gesamten Menschheit nachzeichnet und zeigt, wie wir heute alle miteinander verwandt sind.“
Eine Ressource bedeutet, dass jeder, der Zugriff auf seine genetischen Informationen hat, herausfinden kann, wann seine Vorfahren an einen bestimmten Ort gezogen sind und warum sie bestimmte Gene haben.
„Es geht im Grunde darum, die ganze Geschichte der Menschheit zu verstehen, die in unseren Genen geschrieben ist“, sagte Wohns.
Es hat sich jedoch als schwierig erwiesen, verschiedene Datenbanken zu kombinieren, alte und moderne Genome zusammenzuführen und Wege zu finden, mit einer so großen Datenmenge umzugehen.
Das Oxford-Team hat Algorithmen entwickelt, um die Aufnahme von Genomen in ihr Tool zu ermöglichen.
„Das war eine unserer größten Innovationen“, sagte Wons.
Dies, sagte er, erlaubte ihnen, die Struktur dessen aufzubauen, was sie „humangenetische Genealogie“ nannten, über die fast 30 Jahre lang theoretisch geredet worden war.
„Wir versuchen im Grunde, den Schleier zu durchbrechen und zu sehen, wie das aussieht“, fügte er hinzu.
Bisher wurden die Gene von 3.609 Personen aus 215 Gruppen sequenziert, die zum Teil mehr als 100.000 Jahre zurückreichen. Diese Methode ermöglicht es, diese Zahl in Zukunft auf Millionen von Genomen auszudehnen.
Das Papier bestätigt aktuelle Schlussfolgerungen über die Menschheitsgeschichte, einschließlich der Tatsache, dass die meiste menschliche Evolution zuvor in Afrika stattgefunden hat groß Wohns sagte, die Bewegung vom Kontinent sei vor etwa 70.000 Jahren gewesen.
„Das ist in vielerlei Hinsicht eine Bestätigung“, sagte er und fügte hinzu, dass die Daten zeigen, dass es in Afrika die größte genetische Vielfalt gibt und dass die ältesten menschlichen Vorfahren auf dem Kontinent leben. „Es ist klar, dass der Großteil der menschlichen Evolution in Afrika stattgefunden hat.“
„Erster Entwurf“ der genetischen Genealogie
Allerdings werfen die Daten auch Fragen auf.
„Es deutet auf unbekannte Migrationen hin, die in der Vergangenheit stattgefunden haben“, sagte Wons.
Zum Beispiel gibt es einige Hinweise darauf, dass menschliche Vorfahren früher als bisher angenommen in Nordamerika waren, obwohl mehr Forschung erforderlich ist, um unbekannte Migrationen aufzudecken, sagte er.
Wens verglich die Forschung mit einem „ersten Entwurf“ der humangenetischen Genealogie und sagte, dass mehr Arbeit dazu beitragen würde, sie genauer und umfassender zu machen.
Das Hinzufügen weiterer Genome wird dabei helfen, aber um eine vollständige Genauigkeit zu erreichen, müssen wir das Genom jedes Menschen erhalten, der jemals gelebt hat, sagte er, was nicht möglich ist.
Wohns sagte, er hoffe, dass andere Forscher auf diesem Gebiet die Ressource, die zusammen mit Gebrauchsanweisungen zum Download zur Verfügung steht, als Grundlage verwenden werden, um spezifischere Fragen zur Migration in bestimmten geografischen Gebieten zu beantworten.
„Es wird eine wirklich reichhaltige Quelle für zukünftige Untersuchungen der Geschichte der menschlichen Evolution sein“, sagte er.
Wons selbst arbeitet mit KI-Forschern zusammen, um genauere Schätzungen darüber zu erhalten, wann und wo menschliche Vorfahren lebten.
Die Methode kann auch verwendet werden, um die Genealogie jedes Organismus zu entwickeln, einschließlich Krankheiten wie SARS-CoV-2, dem Coronavirus, das Covid-19 verursacht, und Wohns plant, die Beziehung zwischen Genetik und Krankheit zu untersuchen.
Das „große Versprechen“ der Evolutionsforschung
Anders Bergstrom, ein Postdoktorand für evolutionäre Genomik am Francis Crick Institute in London, sagte gegenüber CNN, dass die Studie einen neuen Weg biete, um abzuschätzen, wie unsere DNA verwandt ist.
„Das Ableiten baumartiger Abstammungslinien, die die DNA zwischen verschiedenen Menschen verbinden, ist der heilige Gral der Genomik“, sagte er per E-Mail. „Es wird nie vollständig gelöst werden, aber diese neue Berechnungsmethode macht bei diesem Problem einen wichtigen Schritt nach vorne.“
„Die von ihnen abgeleitete Genealogie bietet einen unglaublich reichen Einblick in die genetische Vielfalt und Geschichte des Menschen.
Pontus Skoglund, Gruppenleiter des Ancient Genome Laboratory am Francis Crick Institute, sagte gegenüber CNN, dass die Studie zeigt, dass sich diese Art von Ansatz auf große Datenbanken erstrecken kann.
„Sie versprechen daher einen großen Nutzen für medizinische Genetik und Evolutionsstudien, und dieses Papier ist ein großer Schritt in diese Richtung“, sagte Skoglund per E-Mail.
