科学家通过分析日本各地数千人的基因组，发现了此前被忽视的第三个祖先群体的证据，这对长期公认的“双重起源”理论提出了挑战。新发现的这一血统似乎与日本东北部的古代虾夷人有关。研究人员还发现了遗传自尼安德特人和丹尼索瓦人的DNA，这些DNA与糖尿病、心脏病和癌症等疾病相关。
但是，来自理化学研究所（RIKEN）医科学创新研究中心的研究人员进行的一项重大基因分析表明，情况要复杂得多。
该团队对来自日本各地的3200多人进行了全基因组测序，发现了支持第三个祖先群体的证据，该群体与东北亚有关，可能与古代虾夷人有关。这些发现发表在《科学进展》上，为日益受到讨论的日本人祖先“三方起源”理论提供了强有力的支持。
结果还揭示了另一个令人惊讶的事实：日本人口的基因多样性比许多研究人员曾经认为的要高。
“日本人口并不像所有人认为的那样具有基因同质性，”在理化学研究所领导这项研究的寺尾知可史说，“我们的分析揭示了精细尺度上的日本亚群结构，这些结构根据该国地理位置进行了非常漂亮的分类。”
日本的大规模DNA图谱
为了调查日本深层的基因历史，研究人员分析了从北部的北海道到南部的冲绳等七个地区收集的DNA样本。该项目成为迄今为止针对非欧洲人群进行的最大规模的全基因组研究之一。
研究团队没有依赖较旧的DNA微阵列方法，而是使用了全基因组测序，该方法读取一个人基因组中近30亿个DNA碱基对。据研究人员称，这提供的信息比传统技术多出大约3000倍。
“全基因组测序让我们有机会查看更多数据，这有助于我们发现更多有趣的东西，”寺尾解释道。
科学家们随后将基因信息与病史、疾病诊断、家族史和临床检测结果相结合，建立了一个名为“日本全基因组/外显子组测序百科全书库”（JEWEL）的大型数据库。
一个特别重要的焦点涉及罕见基因变异。这些不常见的DNA变化有时可以保存关于古代迁徙模式和久已消失的祖先群体的线索。
“我们推断，罕见变异有时可以追溯到特定的祖先群体，并且有助于揭示日本内部精细尺度的迁徙模式，”寺尾说。
隐藏的第三个祖先
分析揭示了日本各地惊人的地区差异。
绳文人血统在冲绳最为显著，在28.5%的样本中发现了该血统，而日本西部的比例要低得多，为13.4%。研究人员发现，日本西部的人与汉族人群有更强的基因联系，这可能反映了公元250年至794年间来自东亚大陆的大规模迁徙浪潮。这些迁徙也伴随着中国式政府系统、文字和教育在整个日本的传播。
新发现的与虾夷人相关的血统集中在日本东北部，越往西越少见。
这些发现建立在2021年发表的古DNA研究基础之上，这些研究首次提出了现代日本人起源于三个主要祖先来源而非两个的观点。那些研究表明，与古坟时代相关的第三次迁徙在塑造现代日本方面发挥了重要作用。
最近的后续研究继续加强了这一观点。分析古代基因组和骨骼遗骸的研究人员发现了越来越多的证据，表明多个迁徙浪潮在几个世纪的时间里进入日本，创造了比以前认为的要复杂得多的人口历史。
古老的尼安德特人和丹尼索瓦人DNA至今仍影响着人们
该研究还探索了从尼安德特人和丹尼索瓦人那里继承的遗传物质，这两个古老的人类群体在数万年前曾与智人杂交。
科学家们越来越感兴趣的是，为什么这些古老的DNA片段中的一些在现代人类中存活下来，而另一些却消失了。在许多情况下，遗传基因似乎与健康、适应或疾病风险有关。
例如，早期的研究表明，藏族人遗传了丹尼索瓦人相关的EPAS1基因版本，这可能有助于人类在高海拔环境中生存。研究人员此前还发现，在某些人群中，源自尼安德特人的DNA与严重的新冠并发症有关。
这项日本基因组研究确定了44个仍存在于现代日本人群中的古老DNA区域，其中许多是东亚人独有的。NKX6-1基因内部的一个源自丹尼索瓦人的区域与2型糖尿病有关，并可能影响部分患者对司美格鲁肽治疗的反应。
研究人员还发现了11个源自尼安德特人的基因片段，与冠状动脉疾病、前列腺癌和类风湿性关节炎等疾病有关。
迈向个性化医疗
除了追溯祖先，研究人员相信这项工作最终可以改善医疗保健。
团队在PTPRD基因中识别出了可能有害的变异，这些变异可能与高血压、肾衰竭和心肌梗死有关。他们还在GJB2和ABCC2基因中发现了常见的功能丧失变异，这些基因与听力损失和慢性肝病有关。
“我们试图做的是发现并编目日本人特有的功能丧失基因变异，并理解为什么他们更有可能拥有某些特定的特征和疾病，”寺尾说，“我们希望将人群差异与基因差异联系起来。”
这项研究反映了遗传学研究正在发生的更广泛转变。多年来，大多数大型基因组数据库严重侧重于欧洲血统的人，限制了科学家对其他人群疾病风险的理解。
寺尾希望用更多的亚洲基因组数据扩展JEWEL，将有助于改变这一状况。
“将其扩展到亚洲人群非常重要，这样从长远来看，结果也能使我们受益，”他说。