數十年來，科學家們普遍認為日本人口主要源自兩個古老族群：數千年來居住在日本列島的繩文狩獵採集者，以及後來從東亞遷徙而來、帶來稻米耕作和新技術的移民。
然而，理化學研究所（RIKEN）整合醫學科學中心的 राखी（RIKEN Center for Integrative Medical Sciences）研究人員進行的一項重大基因分析，提出了遠比這更為複雜的圖像。
透過對日本各地超過 3,200 人進行全基因組定序，該團隊發現了支持第三個祖先群體的證據，該群體與東北亞有關，並可能與古老的蝦夷人有關。這項發表在《Science Advances》上的研究結果，為日益受到討論的日本血統「三重起源」理論提供了有力的支持。
研究結果還揭示了另一項令人驚訝的發現：日本人口的基因多樣性比許多研究人員先前所假設的要高。
「日本人口的基因並不像大家所認為的那樣同質化，」領導這項研究的 राखी（RIKEN）研究員 Chikashi Terao 表示。「我們的分析以精細的尺度揭示了日本的亞群體結構，這些結構根據國家地理位置進行了非常優美的分類。」
為了探究日本深遠的基因歷史，研究人員分析了從北海道北部到沖繩南部的七個地區收集的 DNA 樣本。這項計畫成為有史以來對非歐洲人口進行的最大規模全基因組研究之一。
該團隊沒有依賴較舊的 DNA 微陣列方法，而是採用了全基因組定序，這種方法可以讀取一個人基因組中近乎全部的三十億個 DNA 鹼基對。研究人員表示，這提供了比傳統技術多約 3,000 倍的資訊。
「全基因組定序讓我們有機會查看更多數據，這有助於我們發現更多有趣的東西，」Terao 解釋道。
隨後，科學家們將基因資訊與病史、疾病診斷、家族史和臨床檢測結果結合，建立了一個名為「日本全基因組/外顯子組定序圖書館」（JEWEL）的大型資料庫。
一個特別重要的焦點涉及罕見基因變異。這些不常見的 DNA 變化有時可以保存關於古代遷徙模式和失落的祖先族群的線索。
「我們推斷，罕見變異有時可以追溯到特定的祖先族群，並有助於揭示日本國內的精細遷徙模式，」Terao 說。
分析揭示了日本各地顯著的區域差異。
在沖繩，繩文祖源的比例最高，佔樣本的 28.5%，而在日本西部，其比例則低得多，為 13.4%。研究發現，日本西部人口與漢族人口有更強的基因聯繫，這可能反映了公元 250 至 794 年間從中國大陸東亞地區大規模遷徙的浪潮。這些遷徙也恰逢中國式政府體系、文字和教育在日本的傳播。
新識別出的與蝦夷人相關的祖源集中在日本東北部，並向西逐漸減少。
這些發現建立在 2021 年發表的早期古代 DNA 研究基礎之上，這些研究首次提出了現代日本人源自三個主要祖先來源而非兩個的觀點。當時的研究表明，與古墳時代相關的第三次遷徙在塑造現代日本方面發揮了重要作用。
近期的後續研究持續加強了這一觀點。研究人員在分析古代基因組和骨骼遺骸時，發現越來越多的證據表明，數百年來有多波遷徙進入日本，形成了比先前認為的更為層疊的人口歷史。
古代尼安德塔人和丹尼索瓦人 DNA 至今仍影響著人類
這項研究還探討了從尼安德塔人和丹尼索瓦人繼承的遺傳物質，這兩個古老的人類群體在數萬年前與智人雜交。
科學家們越來越對為何某些古代 DNA 片段在現代人類中得以保留，而其他片段則消失的原因感到興趣。在許多情況下，繼承的基因似乎與健康、適應或疾病風險有關。
例如，早期研究表明，藏族人繼承了與丹尼索瓦人相關的 EPAS1 基因版本，這可能幫助人類在高海拔環境中生存。研究人員先前也識別出與某些人群中嚴重 COVID-19 並發症相關的尼安德塔人衍生 DNA。
日本基因組研究識別出 44 個仍然存在於現代日本人口中的古老 DNA 區域，其中許多是東亞特有的。一個位於 NKX6-1 基因內的丹尼索瓦人衍生區域與 2 型糖尿病有關，並可能影響某些患者對司美格魯肽（semaglutide）治療的反應。
研究人員還發現了 11 個尼安德塔人衍生基因片段，與冠狀動脈疾病、前列腺癌和類風濕性關節炎等疾病有關。
除了追溯祖源，研究人員認為這項工作最終可以改善醫療保健。
該團隊識別出 PTPRD 基因中可能有害的變異，這些變異可能與高血壓、腎衰竭和心肌梗塞有關。他們還在 GJB2 和 ABCC2 基因中發現了常見的功能喪失變異，這些基因與聽力損失和慢性肝病有關。
「我們試圖做的是找出並編錄對日本人非常特異的功能喪失基因變異，並了解為何他們更有可能出現某些特定性狀和疾病，」Terao 說。「我們希望將人口差異與基因差異聯繫起來。」
這項研究反映了基因研究領域更廣泛的轉變。多年來，大多數大型基因組資料庫主要關注歐洲血統的人群，限制了科學家對其他人群疾病風險的理解。
Terao 希望透過擴充 JEWEL 資料庫以納入更多亞洲基因組數據，能夠改變這種狀況。
「將其擴展到亞洲人口非常重要，這樣長遠來看，這些結果也能造福我們，」他說。