5月13日，国际学术期刊《自然》在线发表中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究团队联合多家单位完成的中国中更新世直立人的古蛋白组学研究成果。

研究团队通过酸蚀刻微损取样技术，在不破坏化石完整形态的前提下，首次成功从北京周口店、安徽和县、河南孙家洞三个遗址距今约40万年的6颗中更新世直立人牙齿化石中获取具有系统发育信息的内源性牙釉质蛋白数据。这是全球范围内首次获得具有直立人鉴定特征的分子信息，重塑了中更新世东亚古人类群体互动网络。

首获直立人具有系统发育信息的分子数据

古人类化石因其稀缺性，往往不宜用于对化石可能造成损伤的传统分子研究，尤其是牙釉质的蛋白研究。对于古人类化石的分子研究来说，如何减少对其形态的破坏非常关键。

为突破这一瓶颈，研究团队摸索并创新提出一套近乎“无损”的评估和取样方案：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱对周口店、和县、孙家洞遗址的动物化石进行检测，以非破坏性方式预筛选同层位的古人类牙釉质中古蛋白的保存情况，确认从相关地层古人类牙釉质中提取古蛋白具有高度可行性。在此基础上，团队首次将酸蚀刻法微损取样技术应用于中更新世直立人化石。该技术仅将牙釉质表面接触微量酸液进行短时间酸蚀反应，只消耗小面积的表面牙釉质，在基本不影响化石形态的前提下高效获取内源性蛋白。

正是这一关键突破，使周口店、和县、孙家洞等遗址的东亚直立人化石得以开展分子层面的研究。然而，近40万年的岁月使古蛋白组数据的获取极具挑战，即便是在相对稳定的牙釉质封闭环境中，蛋白质也经历了深度降解、断裂与化学修饰，内源性信号极其微弱。为此，研究团队构建了严密的质控体系：从直立人牙釉质获得的6个蛋白质样本由两套独立体系进行多次实验，运用三种搜库软件对原始谱图进行鉴定并交叉比对，以此降低单一算法偏倚和随机匹配带来的假阳性风险，保障了谱系分析结果的严谨性与可重复性，最终通过对比重要位点处的实测谱图和理论预测谱图来确定谱图解析的准确性。

在上述质控体系下，研究团队得以成功从周口店（1颗，距今约42万年）、和县（2颗，距今约41万年）和孙家洞（3颗，距今约40万年）的6颗牙齿及作为对比的哈尔滨个体（1颗，距今至少14.6万年）牙齿中，鉴定出6至11种内源性釉质相关蛋白，包含650至3457个肽段，所构建的一致序列覆盖了6个直立人个体及哈尔滨个体的269至903个氨基酸位点，这是全球首次从直立人化石中获取具有特征性系统发育信息的内源性牙釉质蛋白数据，也是东亚迄今最古老的古人类蛋白组，将东亚古人类蛋白组的时限从约16万年前推至至少40万年前。

此外，研究团队还开发了一种基于牙釉质中釉原蛋白特异性肽段比例推断古人类性别的方法，为缺乏性别相关形态特征或DNA保存不佳的牙齿化石提供了性别鉴定新方法和开源的新工具。

发现东亚直立人的独特分子标记

东亚中更新世直立人化石在体质形态上表现出区域差异，中国境内的直立人究竟属于同一个演化支系，还是代表了多个不同来源或相对隔离的群体？和县人究竟是直立人支系内部的地方变体，还是暗示着与丹尼索瓦人存在更近的亲缘关系？

研究团队认为，牙釉质蛋白数据给出了决定性的答案。研究系统鉴定了9种内源性蛋白质数据中可能含有的现代人、尼安德特人、丹尼索瓦人以及黑猩猩、大猩猩和猩猩等灵长类动物特有的单氨基酸多态性位点，并结合严格的谱图查验，发现了一个具有决定性意义的全新突变——单氨基酸多态性位点成釉蛋白（AMBN A253G），该突变在所有6个直立人样本中均被鉴定出来，且在已发表的其他古人类、现代人类及现生或化石灵长类动物中均未被发现。

在系统发育分析层面，研究团队构建了包括6个东亚直立人和1个哈尔滨个体在内的内源性蛋白质对比数据集，结果显示哈尔滨个体与丹尼索瓦3号个体以98%至100%的高支持率构成单系群，而6个东亚直立人则明确聚为一支（100%支持率），与丹尼索瓦人、尼安德特人和现代人清晰分离，意味着尽管周口店、和县、孙家洞遗址的直立人在形态上有些差异，但他们在遗传上高度相似，同属于一个区别于尼安德特人、已知丹尼索瓦人及现代人的东亚中更新世直立人演化人群。

这一发现首次以直接的分子证据证实，中国境内上述三个遗址的直立人同属一个独立的演化人群，解决了长期以来关于东亚直立人内部分类的相关争议，填补了直立人遗传特征的认知空白。

发现来自东亚直立人的古老变异

在6个东亚中更新世直立人样本中，研究团队还鉴定出另一个共同关键突变AMBN M273V。该突变此前已在少数受丹尼索瓦人遗传渗透影响较大的现代人群体中被发现，普遍认为该位点可能是丹尼索瓦人特有的变异位点。

研究显示，年代较古老的丹尼索瓦人、距今约20万年的丹尼索瓦25号个体在该位点呈现杂合状态，而在此次研究中的6个直立人样本均是纯合状态，反映出该位点不是丹尼索瓦人特有的。

研究团队介绍，此次揭示丹尼索瓦人基因组渗入到现代人的部分基因，可以被追溯至与周口店、和县、孙家洞遗址的中更新世相关人群。这意味着，在中更新世晚期的东亚，直立人与已知的丹尼索瓦人可能在相同或邻近的区域共存，为两个人群间的基因交流创造了机会，使得源自直立人的古老基因得以流入已知的丹尼索瓦人基因组后，又通过丹尼索瓦人的基因渗入传递到东亚、东南亚和大洋洲等现代人中，并最终对现代人群产生了深远的遗传影响。该研究共同勾勒出一幅未知的人类演化图景，40万年前的以周口店遗址为代表的东亚直立人不仅是一个独特的演化群体，更是现代人类基因库中古老基因的源头之一。

此次研究首次将直立人从形态学认知实体转化为具有明确遗传贡献的演化实体；在分子层面发现了周口店、和县、孙家洞遗址相关东亚直立人与丹尼索瓦人及当今部分现代人人群的深层遗传联系，为理解古人类演化的复杂性及人属内部的基因交流网络提供了重要证据。付巧妹告诉记者，这一系列从取样到数据解析的创新方法体系，将古蛋白质组学从侧重谱系鉴定的工具跃升为能够独立推导并验证演化假说的核心研究手段之一，为探索更古老的人类群体提供参考，标志着古蛋白质组学成为破解人类演化历史的关键证据。

 （杨亚鹏）