结合深度学习算法和统计方法,来自进化生物学研究所(IBE)的研究人员,基因组调控中心(CRG)的Centro NacionaldeAnálisisGenómico(CNAG-CRG)和塔尔图大学的基因组学研究所在亚洲个体的基因组中,已经确定了几万年前与其祖先交配的新原始人的足迹。
现代人类DNA计算分析表明,已灭绝的物种是尼安德特人和杰尼索瓦人的混合物,并与亚洲的非洲现代人交叉繁殖。这一发现可以解释今年夏天在Denisova的洞穴中发现的混合物 – 一个尼安德特母亲的后代和一个Denisovan父亲 – 不是一个孤立的案例,而是一个更普遍的渐渗过程的一部分。
该研究发表于Nature Communications,首次使用深度学习来解释人类进化,为该技术在生物学,基因组学和进化学的其他问题中的应用铺平了道路。
人类的后代中有一种我们不知道的物种
区分两个物种的方法之一是,虽然它们都可能交叉繁殖,但它们通常不会产生众多的后代。然而,当涉及灭绝物种时,这个概念要复杂得多。事实上,当前人类DNA讲述的故事模糊了这些限制的线条,保留了其他物种的原始人类碎片,例如尼安德特人和杰尼索瓦人,他们在4万多年前在欧亚大陆与现代人类共存。
现在,进化生物学研究所(IBE),基因组调控中心(CRG)中心国家基因组织(CNAG-CRG)和塔尔图大学的研究人员使用深度学习算法来识别新的迄今为止人类未知的祖先,数千年前将与现代人类杂交。“大约8万年前,所谓的非洲之外发生了,当时已经由现代人类组成的人口中的一部分人放弃了非洲大陆并迁移到其他大陆,从而产生了所有现有人口,”Jaume解释说。 Bertranpetit,国际教育局的首席研究员和UPF的部门主管。“我们知道,从那时起,现代人类与尼安德特人在所有大陆上交配,除了非洲,
深度学习:破译古代DNA中人类进化的关键
到目前为止,第三祖先的存在只是一种解释当前人类基因组某些片段起源的理论(参与本研究的团队的一部分已经在先前的研究中提出了已灭绝的原始人类的存在)。然而,深度学习使得从DNA转变为祖先种群的人口统计学成为可能。
调查人员不得不面对的问题是,他们分析的人口统计模型比迄今为止所考虑的任何其他模型都复杂得多,并且没有可用于分析它们的统计工具。深度学习“是一种模仿哺乳动物神经系统工作方式的算法,其中不同的人工神经元专门研究并学会在数据中检测对执行特定任务很重要的模式,”首席研究员sscarLao表示。在CNAG-CRG和这类模拟的专家。“我们已经使用这个属性来获得算法来学习使用通过数十万次模拟获得的基因组来预测人类统计数据。每当我们运行模拟时,我们都沿着人类历史上可能的路径前进。在所有模拟中,
这是深度学习第一次成功地用于解释人类历史,为这项技术应用于生物学,基因组学和进化的其他问题铺平了道路。
灭绝的原始人类可以解释人类的历史
深度学习分析显示,已灭绝的原始人可能是尼安德特人和杰尼索万人的后裔。今年夏天发现具有这些特征的化石似乎支持该研究发现,巩固了与现代人类共存并与之交配的第三个物种或种群的假设。“我们的理论与最近在Denisova发现的混合标本相吻合,尽管我们还不能排除其他可能性,”塔尔图大学的调查员,国际教育局的前研究员Mayukh Mondal说。
来源:基因组监管中心提供