https://frosthead.com

Starodavne mame se končno odpovejo svojim genetskim skrivnostim

V preteklosti je bila ideja o črpanju DNK iz egipčanske mumije nekoliko podobna poskusu sesanja DNK dinozavra iz žuželke, ujete v jantarje: izmuzljiv potencial, vendar še vedno več mit kot znanost. "To je že dolgo vroča tema, " pravi Johannes Krause, genetik z nemškega Inštituta za evolucijsko antropologijo Max Planck. Toda za razliko od dino scenarija se izkaže, da je analiza DNK mumije dejansko znanstveno možna.

Krause je svojo kariero preživljal z draženjem informacij iz zelo starih DNK. Njegovo delo je privedlo do odkritja nove podvrste človeka, ki mu je pomagal identificirati iz kostnega drobca v evropski jami; dokončno je identificiral tudi bolezen, ki stoji za zloglasno Črno smrtjo, s preučevanjem izkopanih žrtev kuge. Zdaj lahko na svoj seznam doda še en starodavni dragulj: mumije. Njegovi ekipi je uspelo izvleči prvi nepoškodovani DNK iz tisočletnih egiptovskih mumij, kar jim je omogočilo, da razkrijejo skrivnosti svoje genske dediščine.

Odkritje izvira iz razmeroma novega polja, znanega kot arheogenetika. Ustanovil ga je švedski biolog Svante Pääbo, ki je trdil, da je kot mladi raziskovalec v osemdesetih letih prejšnjega stoletja izločil DNK 23 staroegipčanskih mumij. Vendar pa je Pääbovo delo pod znanimi kritikami drugih znanstvenikov postalo jasno, ko je postalo jasno, da bi lahko bili njegovi vzorci DNK kontaminirani s sodobnim DNK, pravi Krause. Nekateri strokovnjaki so se do leta 2000 začeli spraševati, ali je sploh mogoče izvleči uporaben DNK iz mumij, ki jih je tako dolgo suvalo vroče, suho egipčansko ozračje.

Napredek tehnologije zaporedja DNK v zadnjih osmih letih, zlasti tehnologija "sekvenciranja z visoko zmogljivostjo", ki lahko hitro, poceni in natančno zaporedje na milijone parov DNK, je ponovno odprla možnost, da bi se lahko egipčanske mumije odrekle svojim genetskim skrivnostim, pravi Krause. Lani je s svojimi sodelavci želel izvedeti več o genetski sestavi starodavnih Egipčanov - predvsem o tem, kako je na njihovo prebivalstvo vplivalo posebno burno, tisočletno poglavje zgodovine.

Od 8. stoletja pred našim štetjem so to območje pretresli valovi selitve in osvajanja iz Rima in daljnega juga v Afriki. Če bi resnično lahko izluščili mamino DNK, bi Krause pričakoval, da bo našel učinke tega obdobja invazije - in, predvidoma, premešljive - zapisane v genetiki.

Na podlagi dveh zbirk mumij nemških univerz je ekipa analizirala več kot 150 mumij, ki so jih opomogli iz starodavnega območja srednjega Egipta, imenovanega Abusir el-Meleq, uspešno mesto ob reki Nil, kjer je bilo pokopanih veliko Egipčanov, ki so začeli leta 1500 pred našim štetjem. Mumije so se gibale v starosti od 2.000 do 3.000 let. To niso bili faraoni ali premožni Egipčani, pokopani v zapletenih kamnitih sarkofagov, pravi Krause, ampak bolj navadni, "srednji" ljudje, pokopani v preprostih poslikanih lesenih krsteh. "Takrat so mumificirali skoraj vse, " pravi Krause, vključno s hišnimi ljubljenčki in divjimi živalmi.

Lobanja Glavna avtorica Verena Schuenemann sodeluje z delom lobanje mumije, ki so ji odvzeli DNK. Ugotovljeno je bilo, da kosti in zob ohranjajo DNK veliko bolje kot mumificirana mehka tkiva. (Johannes Krause)

Z uporabo teh novih tehnik je Krauseu uspelo najti popolne mitohondrijske genome v tkivih 90 teh mumij, kaže raziskava, ki je bila objavljena včeraj v reviji Nature Communications . Medtem ko so se prejšnje študije DNK starodavne mumije osredotočale na vzorčenje iz preostalih mehkih tkiv teles (tj. Mišic, kože in organov), Krause pravi, da je njegova ekipa ugotovila, da dejansko kosti in zob mumij najbolje ohranjajo DNK ljudi, ker te strukture so bile manj izpostavljene vročini in vlagi, ki lahko poslabšata genetski material.

Da bi izključil kontaminacijo, ki je potopila prejšnje študije, se je Krause v zadnjem desetletju opiral na delo genetikov, ki so se naučili izslediti škodo, ki nastane na strukturi DNK, saj ta uničuje v več sto ali tisoč letih. Novejša, nepoškodovana DNK, ki je kontaminirala vzorec, bi zdaj izstopala v analizi starejših, označenih DNK. "S temi vzorci poškodb DNK smo resnično sposobni overiti starodavno DNK, " pravi Krause.

Kako se je torej v teh burnih stoletjih spreminjala genetska podoba ljudi, ki živijo Abusir el-Meleq?

"Nič se res ni zgodilo. Bilo je zelo dolgočasno, " v smehu pove Krause. Očitno vse to, kar je osvojilo, ni bistveno spremenilo genetike tega egipčanskega prebivalstva - kar pa je bilo samo po sebi nepričakovano. "To nas je pravzaprav nekoliko presenetilo, " pravi Krause.

Nato je Krause želel primerjati tisto, kar je našel v starodavni DNK, z genetiko sodobnih Egipčanov, in sicer na podlagi genetske raziskave leta 2015, ki je preučevala migracije ljudi iz Afrike. Videti je bilo, da so sodobni ljudje, ki so bili vzorčeni, delili največ genetskih vezi z ljudmi, ki danes živijo v arabskih državah Bližnjega vzhoda. To je v nasprotju s sodobnimi Egipčani, pravi Krause, za katere se zdi, da imajo več genetskega porekla iz podsaharske Afrike.

To kaže na to, da se invazijski narodi iz Nubije in Rima v stoletjih pred letom 0 n.št. niso bistveno prepletali s starodavnimi Egipčani - toda od takrat je v egipčansko prebivalstvo prišel množični priliv afriških genov.

Egiptologinja ameriške univerze v Kairu Salima Ikram je ugotovila, da je Krausevo delo na splošno "dobro uravnoteženo, dobro raziskano in dobro premišljeno." Vendar je Ikram, ki ni bil vključen v študijo, skeptičen do tega, kako dokončna je Krausejeva primerjava s sodobnimi Egipčani. Ikram pravi, da genetska raziskava sodobnih Egipčanov, ki jo je navedel Krause, ne določa, od kod so bili vzorčeni ljudje, kar bi lahko imelo velike posledice pri zaključku.

"Kljub mobilnosti [še vedno] obstajajo žepi etničnih skupin, " pravi Ikram. Vzorci iz južnega Egipta ali trgovskih središč s sužnji bi torej lahko pokazali veliko več podsaharskega afriškega vpliva kot vzorci iz severnih pristaniških mest, ki bi lahko imeli več evropskega vpliva s križarskih vojn.

V prihodnjih študijah Krause upa, da bo zbral več mumijevega DNK iz celega Egipta, da bi natančno določil, kdaj in zakaj so se stari Egipčani začeli gensko spreminjati - in da bi natančno ugotovil, kako so njihovi predniki migrirali na rodovitni polmesec. "Najbolj nas zanima razširitev podatkov nazaj v čas, " pravi.

Starodavne mame se končno odpovejo svojim genetskim skrivnostim