《自然》杂志上发表的四篇研究文章追溯了人类疾病的遗传痕迹和地理起源。这些分析提供了史前人类多样性和迁徙的详细图片，同时提出了多发性硬化症(MS)遗传风险上升的解释。

通过分析迄今为止世界上最大的欧洲和西亚(欧亚大陆)5000个古人类基因组数据集的数据，新研究以前所未有的细节揭示了欧亚大陆西部的史前人类基因库。

研究结果在同一期《自然》杂志上发表了四篇文章，由哥本哈根大学专家领导的国际研究小组以及来自英国、美国、德国、澳大利亚和瑞典的约175名大学和博物馆的研究人员贡献、丹麦、挪威、法国、波兰、瑞士、亚美尼亚、乌克兰、俄罗斯、哈萨克斯坦和意大利。许多研究人员代表了广泛的科学学科，包括考古学、进化生物学、医学、古代DNA研究、传染病研究和流行病学。

Nature文章中提出的研究发现基于对5,000个基因组子集的分析，包括：

直到大约4000年前，文化决定的屏障一直延伸到整个欧洲，从南部的黑海到北部的波罗的海。

绘制了5000多年前大规模迁徙事件后，包括2型糖尿病和阿尔茨海默氏病在内的多种疾病的风险基因如何在欧亚大陆传播的图谱。

古代移民的新科学证据解释了为什么斯堪的纳维亚半岛的多发性硬化症患病率是南欧的两倍。

绘制丹麦一千年内两次几乎完整的人口更替图。

5000个古代人类基因组计划

通过与欧洲和西亚的博物馆和大学的科学合作伙伴关系，通过对骨骼和牙齿的分析，重建了包含5,000个古代人类基因组的前所未有的数据集。测序工作是利用Illumina技术的力量实现的。

标本的时代范围从中石器时代和新石器时代到青铜时代、铁器时代和维京时期直至中世纪。数据集中最古老的基因组来自大约34,000年前的个体。

哥本哈根大学的三位教授在2018年提出了DNA的想法，他们表示：“古代人类基因组计划的最初目标是重建来自欧亚大陆的1000个古代人类基因组，作为研究大脑疾病的新型精确工具。”数据集，并最初概述了项目概念：EskeWillerslev，剑桥大学联合古DNA分析专家，项目主任;ThomasWerge，精神疾病遗传因素专家，丹麦首都地区心理健康服务生物精神病学研究所所长;和拉斯穆斯·尼尔森(RasmusNielsen)，古代DNA统计和计算分析专家，联合在美国加州大学伯克利分校

目的是产生一个独特的古代基因组数据集，用于尽可能早地研究大脑疾病的痕迹和遗传进化历史，以获得对这些疾病的新的医学和生物学理解。这是通过将古代DNA谱中的信息与其他几个科学学科的数据进行比较来完成的。

三位教授最初确定为本次研究的候选脑部疾病包括帕金森病、阿尔茨海默病和多发性硬化症等神经系统疾病，以及多动症和精神分裂症等精神疾病。

2018年，三位教授向丹麦主要研究基金会灵北基金会寻求资助，以编译特殊的DNA数据集。他们获得了总额为6000万丹麦克朗(约800万欧元)的为期五年的研究资助，该项目将通过哥本哈根大学新成立的中心(后来命名为灵北基金会地球遗传学中心)进行协调。

“正如灵北基金会在2018年所做的那样，向该项目提供如此大笔研究资助的理由是，如果一切顺利，它将代表一种开拓性的方法，可以更深入地了解潜在的遗传结构脑部疾病随着时间的推移而演变。脑部疾病是我们的具体重点领域，”灵北基金会研究主任JanEgebjerg说。

灵北基金会还支持iPYSCH联盟，该联盟是全球最大的关于自闭症、多动症、精神分裂症、双相情感障碍和抑郁症等精神疾病的遗传和环境原因的研究之一，其重点还在于为这些疾病建立遗传风险概况尽可能精确。

《自然》杂志上报道的结果通过将古代基因组数据集与丹麦大型iPYSCH联盟的去识别化遗传数据以及在英国生物银行注册的400,000名当今个体的DNA图谱进行比较得到证实。

诸多挑战

韦格教授回忆道，该项目的前提是实验性的。“我们想收集古代人类标本，看看我们能从中得到什么，比如试图了解疾病和失调如何进化的一些环境背景。在我看来，该项目承担了如此庞大、复杂的事实《自然》杂志希望在四篇文章中描述的比例是相当独特的。”

Willerslev教授评论说，编译DNA数据集带来了重大的后勤挑战。“我们需要获取人类牙齿和骨骼的考古标本，我们知道这些标本散布在欧亚地区的博物馆和其他机构中，这需要达成许多合作协议。但一旦这些协议就位，事情就真正开始了——数据该数据集正在蓬勃发展，目前已超过5,000个古代人类基因组。数据集的规模极大地提高了结果的可用性和精确度。”

尼尔森教授负责规划对哥本哈根大学实验室中从古代牙齿和骨骼中收集的信息进行统计和生物信息学分析。他正在处理大量数据，其中DNA常常被严重降解。

“以前没有人分析过如此多的古代基因组。现在我们必须找出如何处理如此庞大的数据量。问题是原始数据很难处理，因为最终会得到许多带有许多错误的短DNA序列。，然后这些序列必须正确映射到人类基因组中的正确位置。此外，还存在古代牙齿和骨骼上存在的所有微生物污染的问题。

“想象一下，有一个由数百万块拼图和其他四个不完整的拼图组合而成的拼图游戏，然后将所有这些拼图在洗碗机中运行一个小时。之后将它们拼凑在一起并不是一件容易的事。我们成功的关键之一最终我们与洛桑大学的OlivierDelanau博士合作，他开发了算法来克服这个问题，”尼尔森教授说。

国际兴趣

关于正在编制大型古代人类基因组数据集的传言很快在科学界流传。Werge、Willerslev和Nielsen教授表示，自2022年以来，人们的兴趣一直非常高。“我们不断接受全球研究人员的询问，尤其是那些研究疾病的研究人员，他们通常要求访问古代DNA数据集。”

《自然》杂志的四篇文章表明，包含5,000个基因组的大型数据集可作为一种精确工具，结合对当今人类DNA数据的分析和其他几个研究领域的输入，能够提供对疾病的新见解。

威勒斯列夫教授表示，这本身就非常令人惊奇。“毫无疑问，这种规模的古老基因组数据集将在疾病研究的许多不同领域都有应用。随着从5,000个基因组数据集得出的新科学发现的发布，更多的数据将逐渐免费提供给所有研究人员.最终，完整的数据集将向所有人开放。”

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