Første glimt af, hvordan gamle Denisovans kan have set ud, ved hjælp af DNA-methyleringsdata

Hvis du kunne rejse tilbage i tiden 100, 000 år, du ville finde dig selv at leve blandt flere grupper af mennesker, inklusive anatomisk moderne mennesker, Neandertalere, og Denisovans. Men præcis, hvordan vores Denisovan-slægtninge kunne have set ud, var nogens gæt af en simpel grund:hele samlingen af ​​Denisovan-rester inkluderer en pinky knogle, tre tænder, og en underkæbe. Nu, forskere, der rapporterer i tidsskriftet Celle har produceret rekonstruktioner af disse længe forsvundne slægtninge baseret på mønstre for methylering i deres gamle DNA.

"Vi leverer den første rekonstruktion af Denisovans skeletanatomi, " siger forfatter Liran Carmel fra det hebraiske universitet i Jerusalem. "På mange måder, Denisovans lignede neandertalere, men i nogle træk, de lignede os, og i andre var de unikke."

Samlet set, forskerne identificerede 56 anatomiske træk, hvor Denisovans adskilte sig fra moderne mennesker og/eller neandertalere, 34 af dem i kraniet. For eksempel, Denisovans kranium var sandsynligvis bredere end moderne menneskers eller neandertalers. De havde sandsynligvis også en længere tandbue.

Carmel, sammen med undersøgelsens første forfatter David Gokhman og deres kolleger, kom til denne konklusion ved at bruge genetiske data til at forudsige denisovanernes anatomiske træk. I stedet for at stole på DNA-sekvenser, de udtog anatomisk information fra genaktivitetsmønstre. Disse genaktivitetsmønstre blev udledt baseret på genom-dækkende DNA-methylering eller epigenetiske mønstre, kemiske modifikationer, der påvirker genaktivitet uden at ændre den underliggende sekvens af As, Gs, Ts, og Cs.

Forskerne sammenlignede først DNA-methyleringsmønstre mellem de tre hominingrupper for at finde områder i genomet, der var differentielt methylerede. Næste, de ledte efter beviser for, hvad disse forskelle kunne betyde for anatomiske træk baseret på, hvad der er kendt om menneskelige lidelser, hvor de samme gener mister deres funktion.

"Ved at gøre det, vi kan få en forudsigelse om, hvilke skeletdele, der påvirkes af differentiel regulering af hvert gen, og i hvilken retning den skeletdel ville ændre sig - f.eks. et længere eller kortere lårben, " forklarer Gokhman.

For at teste metoden, forskerne anvendte det først på to arter, hvis anatomi er kendt:neandertaleren og chimpansen. De fandt ud af, at omkring 85 % af egenskabsrekonstruktionerne var nøjagtige til at forudsige, hvilke egenskaber der afveg og i hvilken retning de divergerede. Ved at fokusere på konsensusforudsigelser og retningen af ​​ændringen i stedet for at forsøge at forudsige præcise målinger, de var i stand til at producere den første rekonstruerede anatomiske profil af den lidet forståede Denisovan.

Beviserne tyder på, at Denisovans sandsynligvis delte neandertaler-træk såsom et aflangt ansigt og et bredt bækken. Det fremhævede også Denisovan-specifikke forskelle, såsom øget tandbue og lateral kranieudvidelse, rapporterer forskerne.

Carmel bemærker, at mens deres papir var under anmeldelse, en anden undersøgelse kom ud, der beskriver den første bekræftede Denisovan-mandible. Og, det viste sig, at kæbeknoglen stemte overens med deres forudsigelser.

Resultaterne viser, at DNA-methylering kan bruges til at rekonstruere anatomiske træk, herunder nogle, der ikke overlever i fossilregistret. Tilgangen kan i sidste ende have en bred vifte af potentielle anvendelser.

"At studere Denisovans anatomi kan lære os om menneskelig tilpasning, evolutionære begrænsninger, udvikling, gen-miljø interaktioner, og sygdomsdynamik, " siger Carmel. "På et mere generelt plan, dette arbejde er et skridt hen imod at kunne udlede en persons anatomi baseret på deres DNA."