네안데르탈인과 초기 현생 인류 -인식에서 혁명으로: 여성 건강 연구의 변화

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집소식모든 뉴스네안데르탈인과 현생인류는 일찍부터 짝짓기를 시작했습니다

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네안데르탈인과 현생인류는 일찍부터 짝짓기를 시작했습니다고대의 만남이 네안데르탈인 미토콘드리아 DNA를 완전히 대체했다고 독일의 뼈가 시사합니다.

• 2017년 7월 4일
• 곁에앤 기번스

1937년 독일의 이 동굴에서 발견된 네안데르탈인은 현생 인간의 mtDNA를 물려받았습니다.볼프강 아들러, © 울름 사진 박물관

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거의 한 세기 동안 네안데르탈인은 현생 인류의 조상으로 여겨졌습니다. 그러나 네안데르탈인이 현생 인류와 어떻게 관련되어 있는지에 대한 미스터리가 펼쳐지는 새로운 반전에서 이제 우리 혈통의 구성원이 네안데르탈인의 조상 중 하나인 것 같습니다. 연구원들은 약 100,000년 전 독일 남서부에 살았던 네안데르탈인의 미토콘드리아(세포 내부의 작은 에너지 공장)에서 고대 DNA를 시퀀싱했습니다. 그들은 어머니에게만 유전되는 이 DNA가 초기 현생 인류의 DNA와 유사하다는 것을 발견했습니다.

미토콘드리아 DNA(mtDNA)를 다른 고대 및 현생 인류의 미토콘드리아 DNA(mtDNA)와 비교한 후, 연구원들은 아프리카에서 호모 사피엔스를 탄생시킨 혈통의 여성 구성원이 220,000년 이상 전에 네안데르탈인 남성과 짝짓기를 했다는 놀라운 결 론에 도달했습니다. 그녀의 자녀들은 네안데르탈인 혈통을 통해 그녀의 유전적 유산을 전파했고, 시간이 지나면서 그녀의 아프리카 mtDNA는 조상의 네안데르탈인 mtDNA를 완전히 대체했습니다.

다른 연구자들은 이번 주 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 설명된 이 가설에 열광하고 있지만 증명하려면 하나 이상의 게놈이 필요하다고 경고합니다. "네안데르탈인들이 어떻게 현생 인류와 더 유사한 mtDNA를 갖게 되었는지에 대한 멋진 미스터리를 풀어주는 좋은 이야기입니다." 이스라엘 헤르츨리야 학제간 센터의 집단 유전학자 일란 그로나우(Ilan Gronau)는 말합니다. 그러나 "그들은 아직 못 박았습니다."

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이 연구는 mtDNA와 12명 이상의 네안데르탈인의 훨씬 더 큰 핵 게놈을 포함한 고대 게놈 카탈로그에 추가됩니다. 이들 중 대부분은 약 40,000년에서 50,000년 전인 지구상에서 종의 시대가 끝날 때 살았습니다. 연구원들은 또한 데니소바인이라고 불리는 시베리아의 또 다른 고대 그룹의 완전한 핵 및 mtDNA 게놈을 분석했습니다. 핵 DNA는 네안데르탈인과 데니소바인이 서로의 가장 가까운 친척이며 그들의 혈통이 600,000년 이상 전에 우리와 분리되었음을 시사했습니다.

그러나 이 샘플에서 나온 네안데르탈인 mtDNA는 미스터리를 제기했습니다: 그것은 데니소바인의 mtDNA와는 다르며 현생 인류의 mtDNA와 밀접한 관련이 있었는데, 이는 고대의 600,000년 차이 연대와 상충되는 패턴이었습니다. 작년에 독일 라이프치히에 있는 막스 플랑크 진화 인류학 연구소의 Svante Pääbo 팀은 놀라운 해결책을 제시했습니다: 아마도 "네안데르탈인" mtDNA는 실제로 현생 인류에서 나왔을 것입니다.

새로운 연구에서 독일 예나에 있는 막스 플랑크 인류사 과학 연구소의 고유전학자 요하네스 크라우스와 코시모 포스는 1937년 독일의 홀렌슈타인-슈타델 동굴(HST)에서 발견된 네안데르탈인 허벅지뼈의 고대 mtDNA로 이 터무니없는 아이디어를 테스트했습니다. 네안데르탈인과 함께 발견된 동물 뼈의 동위원소는 네안데르탈인이 적어도 100,000년 전에 사라진 것으로 알려진 삼림 지대에 살았음을 시사합니다.

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연구원들은 HST 네안데르탈인의 mtDNA의 코딩 영역을 17명의 다른 네안데르탈인, 3명의 데니소바인 및 54명의 현생 인류의 mtDNA의 코딩 영역과 비교했습니다. HST 네안데르탈인의 mtDNA는 430,000년 전 스페인의 Sima de los Huesos에서 거슬러 올라가는 원시 네안데르탈인의 mtDNA와도 크게 달랐으며, 이는 그들의 mtDNA가 완전히 대체되었음을 시사합니다. 그러나 HST 샘플은 다른 네안데르탈인의 샘플과 놀라울 정도로 달랐기 때문에 연구자들은 계통 발생 트리를 구축하고 시간이 지남에 따라 네안데르탈인 mtDNA가 어떻게 진화했는지 연구할 수 있었습니다.

연구진은 현생 인류의 mtDNA 돌연변이 비율을 사용하여 시기를 계산한 결과, HST mtDNA가 최소 220,000년 전에 다른 모든 네안데르탈인의 mtDNA에서 분리되었다고 결론지었습니다. 고대 H. 사피엔스의 mtDNA는 이 시기 이전에 네안데르탈인 혈통에 들어갔을 것이지만, 현생 인류와 네안데르탈인 mtDNA가 갈라진 가장 오래된 날짜인 470,000년 이후입니다. 이는 새로운 형태의 mtDNA가 네안데르탈인들 사이에 퍼져 모든 mtDNA를 대체하기에 충분히 이른 시기입니다.

"네안데르탈인의 mtDNA는 실제로 네안데르탈인에서 온 것이 아니라 아프리카의 초기 현생 인류에서 나온 것입니다"라고 Krause는 말합니다. 연구원들은 이 중요한 짝짓기가 초기 H. 사피엔스가 모험을 떠났을 수 있는 중동에서 일어났을 수 있다고 추측합니다. 다른 연구자들은 이 시나리오가 놀랍지만 그럴듯하다고 생각합니다. "마법처럼 보이지만 이런 종류의 일은 항상 발생합니다. 특히 개체수가 매우 적은 경우"라고 Gronau는 말합니다. 예를 들어, 일부 회색곰의 mtDNA는 북극곰의 mtDNA로 완전히 대체되었다고 Krause는 말합니다.

그러나 일부 전문가들은 다른 네안데르탈인의 DNA가 그들의 mtDNA가 두 그룹이 공유한 고대 조상이 아닌 초기 H. 사피엔스로부터 전적으로 유전되었다는 것을 증명하기 위해 필요하다고 말합니다. "또 다른 [초기] mtDNA 침투 사건에 대한 다른 증거가 있습니까?" 런던 자연사 박물관의 Chris Stringer는 묻습니다.

아직은 아니라고 Posth는 말합니다. Pääbo는 HST 네안데르탈인과 다른 사람들로부터 핵 DNA를 얻으려고 시도하여 초기 유전자 교환의 증거를 찾고 있습니다. "우리는 앞으로 몇 년 동안 네안데르탈인의 인구 역사에 대해 많은 것을 알게 될 것입니다"라고 그는 말합니다.

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  "네안데르탈인의 mtDNA는 실제로 네안데르탈인에서 온 것이 아니라 아프리카의 초기 현생 인류에서 나온 것입니다"라고 Krause는 말합니다. 연구원들은 이 중요한 짝짓기가 초기 H. 사피엔스가 모험을 떠났을 수 있는 중동에서 일어났을 수 있다고 추측합니다. 다른 연구자들은 이 시나리오가 놀랍지만 그럴듯하다고 생각합니다. "마법처럼 보이지만 이런 종류의 일은 항상 발생합니다. 특히 개체수가 매우 적은 경우"라고 Gronau는 말합니다. 예를 들어, 일부 회색곰의 mtDNA는 북극곰의 mtDNA로 완전히 대체되었다고 Krause는 말합니다.

  그러나 일부 전문가들은 다른 네안데르탈인의 DNA가 그들의 mtDNA가 두 그룹이 공유한 고대 조상이 아닌 초기 H. 사피엔스로부터 전적으로 유전되었다는 것을 증명하기 위해 필요하다고 말합니다. "또 다른 [초기] mtDNA 침투 사건에 대한 다른 증거가 있습니까?" 런던 자연사 박물관의 Chris Stringer는 묻습니다.

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    거의 한 세기 동안 네안데르탈인은 현생 인류의 조상으로 여겨졌습니다. 그러나 네안데르탈인이 현생 인류와 어떻게 관련되어 있는지에 대한 미스터리가 펼쳐지는 새로운 반전에서 이제 우리 혈통의 구성원이 네안데르탈인의 조상 중 하나인 것 같습니다. 연구원들은 약 100,000년 전 독일 남서부에 살았던 네안데르탈인의 미토콘드리아(세포 내부의 작은 에너지 공장)에서 고대 DNA를 시퀀싱했습니다. 그들은 어머니에게만 유전되는 이 DNA가 초기 현생 인류의 DNA와 유사하다는 것을 발견했습니다.

    미토콘드리아 DNA(mtDNA)를 다른 고대 및 현생 인류의 미토콘드리아 DNA(mtDNA)와 비교한 후, 연구원들은 아프리카에서 호모 사피엔스를 탄생시킨 혈통의 여성 구성원이 220,000년 이상 전에 네안데르탈인 남성과 짝짓기를 했다는 놀라운 결 론에 도달했습니다. 그녀의 자녀들은 네안데르탈인 혈통을 통해 그녀의 유전적 유산을 전파했고, 시간이 지나면서 그녀의 아프리카 mtDNA는 조상의 네안데르탈인 mtDNA를 완전히 대체했습니다.

    다른 연구자들은 이번 주 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 설명된 이 가설에 열광하고 있지만 증명하려면 하나 이상의 게놈이 필요하다고 경고합니다. "네안데르탈인들이 어떻게 현생 인류와 더 유사한 mtDNA를 갖게 되었는지에 대한 멋진 미스터리를 풀어주는 좋은 이야기입니다." 이스라엘 헤르츨리야 학제간 센터의 집단 유전학자 일란 그로나우(Ilan Gronau)는 말합니다. 그러나 "그들은 아직 못 박았습니다."

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    이 연구는 mtDNA와 12명 이상의 네안데르탈인의 훨씬 더 큰 핵 게놈을 포함한 고대 게놈 카탈로그에 추가됩니다. 이들 중 대부분은 약 40,000년에서 50,000년 전인 지구상에서 종의 시대가 끝날 때 살았습니다. 연구원들은 또한 데니소바인이라고 불리는 시베리아의 또 다른 고대 그룹의 완전한 핵 및 mtDNA 게놈을 분석했습니다. 핵 DNA는 네안데르탈인과 데니소바인이 서로의 가장 가까운 친척이며 그들의 혈통이 600,000년 이상 전에 우리와 분리되었음을 시사했습니다.

    그러나 이 샘플에서 나온 네안데르탈인 mtDNA는 미스터리를 제기했습니다: 그것은 데니소바인의 mtDNA와는 다르며 현생 인류의 mtDNA와 밀접한 관련이 있었는데, 이는 고대의 600,000년 차이 연대와 상충되는 패턴이었습니다. 작년에 독일 라이프치히에 있는 막스 플랑크 진화 인류학 연구소의 Svante Pääbo 팀은 놀라운 해결책을 제시했습니다: 아마도 "네안데르탈인" mtDNA는 실제로 현생 인류에서 나왔을 것입니다.

    새로운 연구에서 독일 예나에 있는 막스 플랑크 인류사 과학 연구소의 고유전학자 요하네스 크라우스와 코시모 포스는 1937년 독일의 홀렌슈타인-슈타델 동굴(HST)에서 발견된 네안데르탈인 허벅지뼈의 고대 mtDNA로 이 터무니없는 아이디어를 테스트했습니다. 네안데르탈인과 함께 발견된 동물 뼈의 동위원소는 네안데르탈인이 적어도 100,000년 전에 사라진 것으로 알려진 삼림 지대에 살았음을 시사합니다.

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    연구원들은 HST 네안데르탈인의 mtDNA의 코딩 영역을 17명의 다른 네안데르탈인, 3명의 데니소바인 및 54명의 현생 인류의 mtDNA의 코딩 영역과 비교했습니다. HST 네안데르탈인의 mtDNA는 430,000년 전 스페인의 Sima de los Huesos에서 거슬러 올라가는 원시 네안데르탈인의 mtDNA와도 크게 달랐으며, 이는 그들의 mtDNA가 완전히 대체되었음을 시사합니다. 그러나 HST 샘플은 다른 네안데르탈인의 샘플과 놀라울 정도로 달랐기 때문에 연구자들은 계통 발생 트리를 구축하고 시간이 지남에 따라 네안데르탈인 mtDNA가 어떻게 진화했는지 연구할 수 있었습니다.

    연구진은 현생 인류의 mtDNA 돌연변이 비율을 사용하여 시기를 계산한 결과, HST mtDNA가 최소 220,000년 전에 다른 모든 네안데르탈인의 mtDNA에서 분리되었다고 결론지었습니다. 고대 H. 사피엔스의 mtDNA는 이 시기 이전에 네안데르탈인 혈통에 들어갔을 것이지만, 현생 인류와 네안데르탈인 mtDNA가 갈라진 가장 오래된 날짜인 470,000년 이후입니다. 이는 새로운 형태의 mtDNA가 네안데르탈인들 사이에 퍼져 모든 mtDNA를 대체하기에 충분히 이른 시기입니다.

    "네안데르탈인의 mtDNA는 실제로 네안데르탈인에서 온 것이 아니라 아프리카의 초기 현생 인류에서 나온 것입니다"라고 Krause는 말합니다. 연구원들은 이 중요한 짝짓기가 초기 H. 사피엔스가 모험을 떠났을 수 있는 중동에서 일어났을 수 있다고 추측합니다. 다른 연구자들은 이 시나리오가 놀랍지만 그럴듯하다고 생각합니다. "마법처럼 보이지만 이런 종류의 일은 항상 발생합니다. 특히 개체수가 매우 적은 경우"라고 Gronau는 말합니다. 예를 들어, 일부 회색곰의 mtDNA는 북극곰의 mtDNA로 완전히 대체되었다고 Krause는 말합니다.

    그러나 일부 전문가들은 다른 네안데르탈인의 DNA가 그들의 mtDNA가 두 그룹이 공유한 고대 조상이 아닌 초기 H. 사피엔스로부터 전적으로 유전되었다는 것을 증명하기 위해 필요하다고 말합니다. "또 다른 [초기] mtDNA 침투 사건에 대한 다른 증거가 있습니까?" 런던 자연사 박물관의 Chris Stringer는 묻습니다.

    아직은 아니라고 Posth는 말합니다. Pääbo는 HST 네안데르탈인과 다른 사람들로부터 핵 DNA를 얻으려고 시도하여 초기 유전자 교환의 증거를 찾고 있습니다. "우리는 앞으로 몇 년 동안 네안데르탈인의 인구 역사에 대해 많은 것을 알게 될 것입니다"라고 그는 말합니다.

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    도이: 10.1126/science.aan7057

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