Sebuah studi besar baru yang dipimpin oleh Universitas Yale membantu mengisi kesenjangan yang sudah lama ada dalam penelitian genetika dengan memberikan salah satu tinjauan paling komprehensif tentang keragaman genetik manusia di Oseania.
Meskipun Pasifik Selatan merupakan rumah bagi populasi yang sangat beragam, masyarakat dari wilayah ini secara historis kurang terwakili dalam penelitian genetika skala besar. Banyak penelitian genomik berfokus pada populasi keturunan Eropa, sehingga pertanyaan penting tentang sejarah manusia dan biologi belum terjawab.
“Kurangnya keterwakilan penduduk Kepulauan Pasifik secara drastis membatasi pemahaman kita tentang evolusi manusia dan dapat memperburuk kesenjangan kesehatan karena penelitian genom digunakan untuk mengembangkan pengobatan medis baru,” kata penulis utama Serena Tucci, asisten profesor antropologi di Yale School of Arts and Sciences dan peneliti utama di Yale Human Evolutionary Genomics Laboratory. “Untuk mengisi kesenjangan ini, tim peneliti saya memulai proyek berskala besar untuk memperluas apa yang diketahui tentang variasi genetik manusia, termasuk varian genetik yang diwarisi dari hominin yang telah punah.”
Diterbitkan pada 11 Juni di jurnal SainsPenelitian ini menyoroti bagaimana DNA yang diwarisi dari kerabat manusia yang punah terus mempengaruhi biologi, kesehatan, dan kelangsungan hidup umat manusia modern.
Genom Oseania mengungkap sejarah manusia purba
Untuk melakukan penelitian ini, para peneliti mengurutkan genom 177 orang dari 12 populasi di Near Oceania, wilayah barat daya Pasifik yang mencakup Papua Nugini, Kepulauan Bismarck, dan Kepulauan Solomon. Mereka menggabungkan data ini dengan 1.284 genom yang diterbitkan sebelumnya dari populasi di seluruh dunia.
Dengan memeriksa sejarah genetik beberapa orang pertama yang menetap di Pasifik, yang tiba di wilayah tersebut setidaknya 45.000 tahun yang lalu, tim menemukan rincian baru tentang evolusi dan adaptasi manusia. Di antara penemuan yang paling mencolok adalah bukti bahwa nenek moyang populasi di dekat lautan kawin dengan setidaknya tiga kelompok berbeda yang berkerabat dengan Denisovan, kerabat manusia punah yang pertama kali diidentifikasi dari sisa-sisa fosil yang ditemukan di Siberia.
“Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa DNA yang diwarisi dari hominid yang telah punah, seperti Neanderthal dan Denisovan, bertahan, tersebar, dalam genom populasi manusia saat ini,” kata Tucci. “Dengan penelitian ini, kami melakukan lebih dari sekedar ‘menghidupkan kembali’ DNA ini untuk menunjukkan bagaimana DNA ini menghidupkan dan mematikan gen dengan cara yang mengubah permainan. DNA ini bukan hanya sisa dari koneksi kuno; namun terus mempengaruhi biologi kita saat ini.”
DNA Denisovan masih mempengaruhi biologi manusia
Menurut para peneliti, perkawinan silang antara manusia purba dan Denisovan meninggalkan banyak varian genetik yang masih ada pada manusia saat ini. Beberapa varian ini terus memainkan peran fungsional dalam tubuh manusia.
Untuk mempelajari dampaknya, tim menggunakan metode genom canggih yang disebut “massively parallel reporter assay.” Teknik ini memungkinkan para peneliti untuk menguji secara langsung bagaimana varian genetik yang diwariskan mempengaruhi aktivitas gen. Analisis tersebut mengidentifikasi lebih dari 3.100 varian yang mengubah ekspresi gen.
Hasilnya memberikan beberapa bukti terkuat hingga saat ini bahwa varian genetik adaptif Denisovan tetap aktif secara biologis pada manusia modern.
Banyak dari varian ini dikaitkan dengan jalur sinyal interferon gamma, bagian penting dari sistem kekebalan yang membantu melindungi tubuh dari penyakit menular.
“DNA hominin yang telah punah – Denisovan dan Neanderthal – membantu memfasilitasi adaptasi manusia terhadap beragam lingkungan yang ditemui manusia saat mereka bermigrasi ke wilayah dunia ini,” kata Patrick Reilly, penulis pertama studi tersebut dan rekan peneliti di Laboratorium Genomik Evolusioner Manusia Yale di Departemen Antropologi. “Patogen merupakan salah satu tekanan selektif terkuat – faktor lingkungan yang memengaruhi kemampuan kita untuk bertahan hidup – sepanjang evolusi manusia. Kami menemukan bukti bahwa gen yang diwarisi dari Denisovan meningkatkan kekebalan terhadap virus dan bakteri yang ditemui manusia purba di Oseania Dekat.”
Gen kuno terkait dengan kekebalan dan perkembangan tulang
Studi tersebut juga menemukan bukti bahwa DNA Denisovan berkontribusi terhadap perkembangan kerangka. Para peneliti mengidentifikasi varian adaptif Denisovan dalam gen yang dikenal sebagai TRPS1.
Menariknya, gen yang sama berada di bawah seleksi positif yang kuat pada pemburu-pengumpul di hutan hujan Afrika tengah dan pada populasi dataran tinggi Ekuador. Penemuan ini menggambarkan bagaimana evolusi berulang kali mendukung adaptasi serupa pada populasi berbeda yang hidup di belahan dunia yang sangat berbeda.
“Meskipun Denisovan menghilang dari Bumi ribuan tahun yang lalu, penelitian ini membuktikan bahwa sejarah kita masih saling terkait,” kata Tucci.
Rekan penulis studi termasuk Daniela Tejada-Martinez, Samantha L. Miller, Audrey Tjahjadi, Chang Liu dan Alysa Pomer dari Yale Human Evolutionary Genomics Laboratory; Stephen Rong, Jared Akers, Margaret E. Prentice dan Steven K. Reilly dari Fakultas Kedokteran Yale; D. Andrew Merriwether dari Universitas Binghamton; Françoise R. Friedlaender dan Jonathan S. Friedlaender dari Universitas Temple; dan George Koki dari Institut Penelitian Medis Papua Nugini.
Pendanaan untuk penelitian ini disediakan oleh Institut Nasional Ilmu Kedokteran Umum dan Institut Nasional Penelitian Genom Manusia dari Institut Kesehatan Nasional.
