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Nature:非破坏性DNA提取方法,从2万年前项链中复原古人类DNA
石制、骨质和用牙齿制作的人工物品,为旧石器时代的古人类行为和文化带来了见解。用动物骨头或牙齿制作的物品特别有希望,因为它们是多孔材质,会让含有DNA的体液(如汗液、血液或唾液)渗入,可用于推断制作者或使用者的信息。
然而,从古代骨质材料中提取DNA可能造成破坏,或造成标本性质改变,或者浸泡在提取缓冲液中时标本有侵蚀风险,因而一直很难将此类物品与特定人类个体联系在一起。
2023年5月3日, 马克斯·普朗克进化人类学研究所、莱比锡大学、莱顿大学等机构的研究人员合作,在 Nature 期刊发表了题为:Ancient human DNA recovered from a Palaeolithic pendant 的研究论文。
该研究报告了从俄罗斯丹尼索瓦洞一个约2万年历史的鹿牙坠饰中复原的古代DNA,表明它可能曾为一名有亚欧大陆北部祖先的女性所佩戴。这些发现来自一种创新的非破坏性DNA提取方法,为鉴别持有物品的古代个体的身份提供直接的遗传证据。
在这项研究中,Elena Essel、Matthias Meyer、 Marie Soressi 等人开发了一种非破坏性的DNA提取方法,将物品浸泡在磷酸钠缓冲液中,逐渐升高温度。藏在古代骨骼和牙齿人造物品中的DNA会释放到溶液中,从而可进一步测序和分析。
研究团队将这种方法应用于一个丹尼索瓦洞(俄罗斯西伯利亚南部)发现的鹿牙坠饰,成功恢复了一头麋鹿(鹿属物种)和一个古人类的DNA。DNA分析使他们可以分析该坠饰的时代,约在19000-25000年前,使用DNA进行此类估计还避免了破坏样本进行放射性碳测年。
进一步分析人类的DNA表明这一个体(可能是坠饰的制作者或佩戴者)是一名女性,拥有与一组古代亚欧大陆北部人群很近的遗传亲缘关系,这些人群与之生活在约同一时期,但之前只在西伯利亚更为东部的地区发现过。
坠饰艺术再现图,图中吊坠绳为DNA螺旋样式,图片由Myrthe Lucas绘制
研究团队总结道,这项工作展现了古代人工制品的潜力,可作为一种此前未开发的古人类DNA资源,直接关联起遗传和文化信息。他们还提出,考古学家在发掘期间和之后应采用接触最小化的方案,因为表面DNA污染会阻碍此类分析。
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06035-2
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