Ľudský genóm neznámej populácie sa zotavil z jaskynnej špiny

Pohár hliny pochovaný po stáročia pod podlahou jaskyne priniesol genóm starovekého človeka.

Analýza odhalila stopy ženy, ktorá žila pred poslednou dobou ľadovou pred 25 000 rokmi; A hoci o nej veľa nevieme, predstavuje dôležitý vedecký úspech: uskutočniteľnosť identifikácie starodávnych ľudských populácií, aj keď už nebolo možné zotaviť sa z kostí.

Vzorky tiež obsahovali DNA z druhov vlkov a bizónov, ktoré medzinárodný tím vedcov uviedol do súvislosti so svojimi populačnými dejinami.

„Naše výsledky“ napísal do svojej práce„Poskytuje nové poznatky o neskorej pleistocénnej genetickej histórii týchto troch druhov a ukazuje, že bez metód obohacovania cieľov môže priame sekvenovanie brokovnice sedimentovej DNA poskytnúť informatívne údaje o rode a fylogenetické vzťahy v celom genóme.“

Obnova starodávnej DNA sa zvyčajne do veľkej miery spolieha na kosti a šťastie. Najprv potrebujete kosti, aby ste prežili, a dosť na to, aby ste uchovali DNA po mnoho tisíc rokov.

Potom by ste mali byť schopní ich lokalizovať a dokázať získať dostatok genetického materiálu na sekvenovanie. Je to namáhavá práca, ale obohacujúca – starodávna DNA dokázala vyplniť veľa medzier v evolučnej histórii nielen ľudí, ale aj iných foriem života.

Mnohé archeologické náleziská však majú viac dôkazov o použití hominidov ako kosti. Jedným z takých miest je jaskyňa Satsurbalia v Gruzínsku. Artefakty, ako napríklad kamenné nástroje, prežijú náročnosť času lepšie ako kosti, takže to nie je prekvapujúce. Napriek tomu jaskyňu využívali starí ľudia už tisíce rokov, a napriek tomu bol z človeka, ktorý žil pred 15 000 rokmi, sekvenovaný iba jeden jednotlivý genóm z tohto miesta.

DNA v životnom prostredí, ktorú nájdete v sedimentoch, vyzerá ako vynikajúci spôsob, ako sa dozvedieť viac o minulosti. Hromadí sa vo výkaloch, ako sme videli začiatkom tohto roka pri získavaní DNA starodávneho medveďa alebo úlomkov kostí, ktoré boli rozomleté ​​na prach.

Tím vedcov pod vedením evolučného biológa Pere Gelberta a archeológa Rona Pinhassiho z Viedenskej univerzity v Rakúsku teda hľadal environmentálnu DNA v jaskyni Satsurblia. Získal šesť pôdnych vzoriek a starostlivo ich preosial a hľadal stopy genetického materiálu.

Zistil, že sú to mitochondriálna DNA. Fragmentované a neúplné, ale ak sa raz starostlivo spoja, stačí na to, aby sa získali nové informácie o populácii žijúcej v regióne.

Najprv žena. Získala sa iba malá časť jeho genómu, ale z neho vedci dokázali usúdiť, že bol členom predtým neznámej skupiny moderných ľudí. Táto skupina už zanikla, ale prispela k súčasnej populácii v Európe a Ázii, ako sa ukázalo pri porovnaní starodávneho genómu so súčasným ľudským genómom.

Genóm vlka tiež predstavuje predtým neznámu, dnes už vyhynutú líniu, uviedli vedci. To naznačuje, že populácia vlkov sa na konci poslednej doby ľadovej, asi pred 11 000 rokmi, výrazne odlišovala a zmenila, pričom takéto počty rodov úplne zmizli.

Nakoniec sa mitochondriálna DNA nachádzajúca sa v genóme bizónov dá nájsť aj v živých zuboch, ktoré existujú. Vedci zistili, že jeho genóm viac súvisel s bizónmi európskymi a bizónmi euroázijskými než so severoamerickými bizónmi – čo je dôležité zistenie, pretože naznačuje, že tieto dve línie sa pred časom jaskynného bizónu Satsurbalia rozchádzali. Podľa analýzy tímu boli na prvom mieste bizóny americké, ktoré prešli na inú populáciu.

Nie je známe, či tieto tri druhy žili v jaskyni spoločne – v súčasnosti je veľmi ťažké definitívne datovať s dostatočnou istotou. Štúdium DNA v životnom prostredí má okrem toho stále niektoré dôležité obmedzenia, napríklad fragmentovanú povahu genetického materiálu a vysoký potenciál kontaminácie.

Objav stále ukazuje, že vďaka lacnej a prístupnej technológii môže kopanie v špine odhaliť oveľa viac, ako by bolo možné.

„Naše výsledky ukazujú, že nezaujaté sekvenovanie brokovnice sedimentárnej starodávnej DNA môže priniesť údaje o celom genóme, ktoré sú informatívne o pôvodoch mnohých taxónov,“ Vedci napísali vo svojej práci.

„Starodávna sedimentová DNA v rámci celého genómu by mohla otvoriť nové smery pre štúdium celých ekosystémov vrátane interakcií medzi rôznymi druhmi a aspektmi ľudských praktík spojených s používaním zvierat alebo rastlín.“

výskum bol publikovaný v súčasná biológia.