动物遗传学家宿兵

简要介绍：宿兵：(1965～)，云南昆明人。动物遗传学家。 宿兵：(1965～)，云南昆明人。动物遗传学家。

　　中国科学院知识创新工程学科带头人，中科院“百人计划”引进人才，理学博士，研究员，博士生导师；昆明动物所副所长；细胞与分子进化院重点实验室主任。从事灵长类比较基因组学、现代人类起源和迁徙以及人类智慧起源的遗传学机制研究。

　　在《Science》、《Nature》、《Nature Reviews Genetics》、《PNAS》、《American Journal of Human Genetics》、《Genome Research 》《Human Molecular Genetics》和《Molecular Biology and Evolution》等国际专业刊物上发表论文六十余篇

　　1985～1989年，武汉大学生物系细胞生物学专业毕业。

　　1991～1996年为中国科学院昆明动物研究所博士(导师为施立明院士)。1994～1995年为美国加州大学圣地亚哥分校生物系访问学生。 1996～1997年为中国科学院昆明动物研究所副研究员。1997～2000年为美国德克萨斯大学修斯顿人类遗传学中心博士后。

　　2000～2001年为美国德克萨斯大学修斯顿人类遗传学中心Research Fellow。2001～2004年为美国辛辛那提大学基因组信息中心(Center for Genome Information)助理教授。2001～至今为中国科学院昆明动物所研究员、复旦大学客座教授。

　　1996年获中国科学院自然科学奖一等奖，项目名称：中国特有珍稀动物类群的细胞和分子进化。

　　1997年获国家自然科学奖三等奖，项目名称：中国特有珍稀动物类群的细胞和分子进化。

　　2002年获云南省自然科学一等奖，项目名称：滇金丝猴生物学研究。

　　2003年获教育部科技进步一等将，项目名称：东亚人群的起源和史前迁徙研究。

　　2005年获云南省自然科学一等奖，项目名称：中国少数民族DNA库的建立及应用研究。

　　正在主持的项目有：中国科学院百人计划(2001～2004)、国家高技术研究发展计划(863计划)“云南具有疾病相关表型隔离人群遗传资源的收集和研究(2002～2004)”、国家基金委面上项目“云南元谋新石器时代有群的古DNA及其源流研究(2004～2006)”、云南省科委面上基金 “Neuropsin基因的分子进化与灵长类认知起源的分子机制(2004～2006)”国家基金委主任基金“人类和非人灵长类大脑前额叶基因表达谱的比较及人类起源的遗传学机制研究(2004～2005)”、中科院重要创新方向项目“基因组新结构和新功能发生的进化遗传学机制(2004～2006)”、国家基金委杰出青年基金“人类起源的遗传学机制研究(2006～2010)”、国家基金委重点项目“灵长类大脑进化的遗传机制研究 (2007～2011)”、科技部973项目“非人灵长类动物克隆及治疗性克隆的机理研究(2006～2010)”。

科研工作  

自从达尔文的进化论问世以来，人类的起源和迁徙一直是科学研究中的一个热门话题。八十年代后期，加州大学Berkley分校以A.C.Wilson教授为首的研究小组通过对世界各地人群线粒体DNA多态性研究，提出了“走出非洲”的假说。该假说认为，现在生活在世界各地的人群(现代人，Homo sapiens sapiens)均起源于非洲，是单一起源的，拥有相当晚近的共同祖先，他们生活在距今约20万年以前。在10万年前左右，我们的祖先开始从非洲迁出，逐渐扩散到世界各地，完全替代了早期的直立人（Homo erectus）。此假说否定了以前由古人类学家提出并广为接受的“多区起源”假说，即世界上的主要人种均是从当地的直立人经过上百万年漫长的独立演化而形成的。“走出非洲”假说的提出引发了一场科学论战，孰是孰非尚未定论。

上个世纪三十年代初北京猿人在中国的发现确立了东亚地区在研究人类起源问题上的重要地位。在过去十年中，中国的古人类研究取得了一系列令世人注目的发现。这些发现被部分学者认为是支持“多区起源”假说的重要化石证据。因此，对东亚人群的系统遗传学研究将是解决现代人类起源争论的关键。

众所周知，遗传物质DNA代代相传，是进化事件的忠实记录者。通过对现代人群中DNA多态位点的分析，我们可以追溯发生在远古时代的进化事件，重建人群的起源和迁徙的历史。长期以来，人们一直在寻找更好的遗传标记研究人类起源和迁徙。尽管人们已经意识到Y染色体由于其大部分是非重组区（即不同其他染色体之间进行遗传物质的互换），因此是进化事件、尤其是人群迁移事件的忠实记录者。然而，鉴于可用Y染色体遗传标记数量和质量上的限制，这方面的研究一直进展缓慢。最近，Y染色体的研究有了根本性的突破，大量的Y染色体遗传标记被发现，为研究现代人类的起源和迁徙开辟了广阔前景。

研究发现  

通过同中国和美国多家研究机构的合作，我们采用Y染色体上一系列简单核酸多态位点（Simple Nucleolide Polymorphisms, SNPs）和微卫星多态位点（Microsatellite） 作为遗传标记，对代表性东亚人群的遗传背景进行了分析，以期追踪东亚人群父系的起源和迁徙。我们分析了来自全世界的近1000个男性个体的Y染色体的19个SNPs。其中，80%的个体来自东亚各国各地人群，包括北方汉族，藏，回，蒙古，朝鲜，日本人等东亚北方人群，以及南方汉族，土家，瑶，壮，侗，布朗，拉祜，彝，畲，台湾原住民（含阿美、排湾、泰雅、亚美等族），柬埔寨人，泰国人，马来人和爪哇人等东亚南方人群。我们的研究结果表明，东亚男性的Y染色体单倍型均衍生于目前仅在非洲群体中存在的祖先单倍型。因此，我们的结果支持东亚人非洲起源假说。另一方面，研究比较发现，东亚南方人群遗传多样性非常丰富，而北方人群则相对较少，在Y染色体单倍型上仅拥有南方人群的一部分；我们进而提出，现代人在东亚的最早迁移是由南向北。进一步，我们通过计算，提出我们的非洲祖先到达东亚的时间大约是6万年以前，可能首先居住在包括中国南部在内的东南亚一带，而后逐渐向北迁移，跨过长江、黄河，北及西伯利亚。

此外，还首次指出了被前人忽视的东亚古人类化石断层。我们上文提到，在东亚尤其是中国出土了大量的古人类化石，30年代“北京猿人”的发现曾经轰动世界。近年来，中国的考古学研究不断有令人振奋的新发现，成为质疑单一起源学说的重要化石证据。然而，在我们仔细地查阅现有化石的年代以后，发现了一个不容忽视的断层。这个断层从大约10万年前至4万年前，持续6万年，在这6万年中没有任何人类化石出土，尽管早于10万年或晚于4万年的化石比比皆是，并相当连续。我们推测，生活于东亚的直立人和早期智人（Homo sapiens）在最近一次的冰川时期，由于恶劣的气候而绝灭。取而代之的是从非洲不远万里迁徙而来的现代人种。“非洲移民”可能首先定居在气候较为温暖的东南亚地区，而后随着冰川的逐渐消融，开始向北扩张。地质学的研究显示，第四纪最后一次冰川于大约7万5千年开始融化，逐渐向北退缩，于1万5千年左右全部消融。上述研究结果发表于《美国人类遗传学杂志》（Amercian Journal of Human Genetics）。

深入探究  

为了进一步检验东亚人群非洲起源说的正确性，我们对东亚人群进行了的大规模的遗传分析，共分析以东亚为主的亚洲和大洋洲男性个体12,127个，包括来自于中亚、北亚，东亚，东南亚和太平洋岛屿的163个人群。我们分析了非洲以外世界各人群共享的3个Y染色体SNPs。这三个Y SNPs代表了由非洲祖先类型衍生而来的Y染色体三个主要支系。假设东亚人群中有当地独立起源的Y染色体，他们将相当古老，不会隶属上述三个支系之一。然而，我们的研究结果显示，所有12,127个体的Y染色体均隶属上述三个Y染色体支系之一。换言之，他们均起源于非洲，无任何独立起源的支系。我们的统计分析表明，在如此大的样品量中由于抽样误差而遗漏即使是千分之一人群独立起源的概率为5.4 x 10-6。因此，我们的结果为东亚非洲起源说提供了强有力的遗传学证据，并且表明在东亚地区现代人对早期直立人的替代是完全的，北京猿人并非我们的祖先。该项研究发表于美国《科学》（Science）杂志。

此外，还对东亚人群的史前迁徙进行了较为系统的研究。通过对太平洋岛屿、中国台湾以及东南亚土著人群的Y染色体研究中，我们发现长期以来广为接受的玻利尼西亚人台湾起源假说并非正确。 我们的研究结果显示，玻利尼西亚人和台湾土著在Y染色体单倍型组成上完全不同，而包括中国侗傣语系少数民族在内的东南亚大陆人群拥有丰富的单倍型，可能是玻利尼西亚人的祖先。研究论文发表于美国科学院院报（PNAS）。另一方面，在对我国汉藏语系人群的研究中发现，汉藏语系的两大分支，汉语族和藏缅语族共享东亚人群特有的一些Y染色体单倍型，可能具有共同起源。根据遗传学数据推算的共同祖先距今约20,000－40,000年前。位于黄河中上游东亚最早的新石器文化的代表－仰韶文化的发祥地可能是汉藏语系人群的起源地。汉语族和藏缅语族的分衍发生于约6,000年前。藏缅语族的祖先由黄河中上游向西而后向南迁徙，通过藏彝走廊进入西藏，而后进一步扩散到喜玛拉雅南麓（印度东北部等地区）和我国云南省。并且，研究还发现，藏族在历史上同中亚人群有密切的联系，是一个多起源的人群。研究结果发表于《Human Genetics》。

学术成果  

综上所述，对东亚人群的起源和史前迁徙进行了系统的遗传学研究，证实了东亚人群起源于非洲的假说。通过对东亚南北人群的遗传结构的比较分析提出东亚现代人的最早迁徙路线是由南向北。同时，我们的研究否定了玻利尼西亚人台湾起源的假说，提出包括中国南部在内的东南亚次大陆可能是玻利尼西亚人的真正起源地。在汉藏语系的研究中，我们发现汉藏具有共同起源，藏缅语族人群向喜玛拉雅地区的史前迁徙导致了汉藏人群的分衍。受英国《自然》（Nature）杂志社的邀请，我们综述了近年来我们在东亚人群起源和迁徙研究方面的进展，发表于《Nature Review Genetics》。