古蛋白组学用于鉴定云南蝙蝠洞丹尼索瓦人化石

关键词：丹尼索瓦人；古蛋白质组学；云南蝙蝠洞

文献信息：
标题：Ancient proteins identify various Denisovan remains from Southwest China
期刊：Nature
DOI：10.1038/s41586-026-10976-9

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丹尼索瓦人是更新世东亚一支重要的古老型智人，他们的基因片段至今保留在部分现代东南亚、大洋洲人群基因组中。但长久以来，丹尼索瓦人的化石标本十分稀少。除西伯利亚丹尼索瓦洞之外，经分子手段确认的化石，主要分布于中国北方、青藏高原、台湾海峡区域。现代人群基因组证据显示，东南亚、大洋洲现代人携带有丹尼索瓦人的遗传组分，提示丹尼索瓦人曾活动于东亚‑东南亚过渡地带。然而，作为丹尼索瓦人迁徙扩散的关键地带，我国的西南地区存在十分突出的研究空白，值得开展深入研究。

2026年9月，中科院古脊椎所付巧妹团队联合云南考古所等多家单位在《Nature》发表题为“Ancient proteins identify various Denisovan remains from Southwest China”的研究论文。这项研究利用古蛋白质组学的方法，从云南蝙蝠洞数万件破碎动物骨片里，筛选鉴定出5件丹尼索瓦人标本，包含2件牙齿、2件顶骨碎片、1件桡骨近端化石。蝙蝠洞也由此成为除西伯利亚丹尼索瓦洞之外，丹尼索瓦人化石遗存最丰富的化石地点。该成果填补了中国西南地区丹尼索瓦人地理分布的空白，同时获得全球第一件经分子确认的丹尼索瓦人桡骨化石，为还原丹尼索瓦人的颅后躯体表型提供了重要线索。

在数据分析环节，研究将PEAKS Online作为古蛋白质谱数据的核心解析软件。软件结合数据库检索与从头测序两种策略完成肽段、蛋白质鉴定，可以识别脱酰胺、羟基化这类古蛋白特有的翻译后修饰，为判别内源古老蛋白、排除现代污染提供重要依据。借助Spider模块，研究挖掘蛋白序列内的单氨基酸多态性（Single‑Amino‑acid Polymorphism，SAP）变异，筛选得到COL1A2‑R996K这类具备系统发育信息的丹尼索瓦人特征氨基酸标记。
研究方法
为鉴定潜在的古人类化石，研究对蝙蝠洞出土的6万余块骨碎片进行了筛选。整套筛选流程分为三步：

• 形态预筛选

研究团队首先对6万多件破碎骨片开展肉眼形态初筛，依据骨厚度、关节形态、血管压迹等特征，挑出22件疑似古人类化石。

• 质谱动物考古学（Zooarchaeology by Mass Spectrometry，ZooMS）分析

对76块骨碎片分析，包括22件疑似人科碎片和随机选取遗址文化堆积的上层（3-6层，年代约14-6.3万年）、下层（7-12层，年代约19.5-13.4万年）骨片各36块、18块，利用胶原蛋白肽指纹快速做大类物种筛查；其中2块顶骨碎片（样品编号为BFD767和BFD769）和1块近端桡骨碎片（样品编号为BFD771）检出人属相关胶原蛋白标记，作为后续深度蛋白组候选标本。

• 古蛋白质组学分析

采用基于液相色谱‑串联质谱（LC‑MS/MS）的蛋白质组学，对ZooMS筛选的3块骨骼化石以及发掘出土的2颗人科牙齿（YHB3518、YHB3075）进行分析，以PEAKS Online为核心数据分析软件，完成质谱数据的肽段、蛋白鉴定并筛选系统发育信息单氨基酸多态性。
内源蛋白的真实性通过谷氨酰胺(Q)、天冬酰胺(N)脱酰胺化水平验证，古生物内源蛋白会出现更高的脱酰胺程度，以此排除现代污染。

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研究结果

1. 分子证据确认：5 件标本均属于丹尼索瓦人

所有5件标本均检出丹尼索瓦人标志性的胶原蛋白变异位点：COL1A2 R996K，该变异在所有已报道丹尼索瓦人样本中稳定存在，而在其他对比样本中缺失（图2）。除此之外，在两个蝙蝠洞牙齿样本（YHB3518、YHB3075）的牙釉质蛋白AMBN、AMELY上检出其他有系统发育信息的氨基酸变异。
综合全部有系统发育信息量的氨基酸变异位点，判定蝙蝠洞遗址的古人类标本属于丹尼索瓦人。
为了进一步明确这些样本的分类归属，研究基于内源蛋白串联序列构建贝叶斯系统发育树（图3）。结果显示，5件标本全部和西伯利亚丹尼索瓦洞3号个体聚为单系群，后验概率100%，从分子层面确认蝙蝠洞化石属于丹尼索瓦人。
2. 形态学特征的深度解析

接下来，研究分析了蝙蝠洞新发现的三件丹尼索瓦人骨骼化石，包括两块顶骨碎片（BFD767和BFD769）与桡骨化石（BFD771）的形态学特征。

在颅骨特征方面，两件顶骨中心厚度分别为7.6 mm（BFD767）、10.0 mm（BFD769），厚度变异较大，均落在海德堡人与早期现代人的变异区间；其中BFD767薄于亚洲晚期直立人，BFD769厚度接近亚洲晚期直立人。综合来看，蝙蝠洞古人类的颅穹窿厚度模式最接近海德堡人与东亚中更新世晚期古人类。

在四肢骨骼方面，BFD771是全球第一件被确认的丹尼索瓦人桡骨近端标本。通过微型计算机断层扫描（Micro-CT）对其内部形态分析显示，该标本近端骨骺已经完全愈合，骨皮质粗壮，代表个体可能为成年或接近成年。

形态上，该桡骨呈现镶嵌式性状组合：桡骨头尺寸偏大、桡骨粗隆偏向内侧，与尼安德特人的古老特征一致；桡骨颈相对较短，整体外形比例更接近现代人与直立人，明显区别于尼安德特人细长、偏原始的桡骨颈形态。横截面几何分析与微分同胚曲面匹配分析均显示，BFD771整体形态更趋近现代人和直立人，与尼安德特人、南方古猿等拥有较长桡骨颈的类群存在明显差异（图4）。

总体而言，这批化石补充了长期缺失的丹尼索瓦人顶骨与四肢长骨形态数据；其中桡骨标本揭示丹尼索瓦人颅后骨骼存在镶嵌式的形态组合，为理解丹尼索瓦人的颅后表型提供了关键实证材料。

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总结

• 研究填补了中国西南地区丹尼索瓦人化石记录的地理空白，证实丹尼索瓦人曾栖息于云贵高原，将丹尼索瓦人已确认的化石分布范围，从北亚西伯利亚、中国东北、青藏高原、台湾海峡，拓展至西南云贵高原。
• 首次获得的丹尼索瓦人桡骨化石，揭示了其躯干后肢的镶嵌进化特征——既保留了与尼安德特人相似的原始特征，又出现了趋近现代人的衍生特征，为理解丹尼索瓦人的运动行为和适应策略提供了直接证据。
• 该研究进一步证实，ZooMS结合蛋白质组学的技术组合，能够在古DNA难以留存的亚热带洞穴环境中筛选识别古老人类化石，为缺乏古DNA证据的更新世遗址开展古人类识别工作提供可行的研究路径。

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