Геном человека из неизвестной популяции извлечен из пещерной грязи

Чаша с грязью, которая была закопана под полом пещеры на протяжении тысячелетий, только что помогла выделить геном древнего человека.

Анализ обнаруживает следы женщины, которая жила 25 000 лет назад, до последнего ледникового периода; и, хотя мы мало что знаем о ней, она представляет собой значительное научное достижение: возможность идентифицировать древние человеческие популяции, даже когда нет костей для восстановления.

В образце также была обнаружена ДНК видов волков и бизонов, которую международная группа ученых смогла включить в контекст истории их популяции.

“Наши результаты, - писали они в своей статье, - дают новое понимание позднеплейстоценовой генетической истории этих трех видов и демонстрируют, что прямое секвенирование ДНК отложений без методов целевого обогащения может дать данные по всему геному, информативные о происхождении и происхождении. филогенетические отношения“.

Восстановление древней ДНК обычно во многом зависело от костей и удачи. Во-первых, вам нужно, чтобы кости выжили и выжили в достаточной степени неповрежденными, чтобы сохранить ДНК на многие тысячи лет.

Затем вам нужно найти их и восстановить достаточно генетического материала для секвенирования. Это кропотливая, но полезная работа - древняя ДНК способна заполнить множество пробелов в эволюционной истории не только людей, но и других форм жизни.

Однако на многих археологических раскопках имеется больше свидетельств использования гоминидов, чем костей. Пещера Сацурблия в Грузии - одно из таких мест. Артефакты, такие как каменные орудия труда, выдерживают суровое время лучше, чем кости, так что это неудивительно. Несмотря на это, пещера использовалась древними людьми в течение тысяч лет, и все же только один геном человека из этого места был секвенирован от человека, который жил 15000 лет назад.

ДНК окружающей среды, которую можно найти в отложениях, все больше становится отличным способом узнать больше о прошлом. Он откладывается в фекалиях, как мы видели, когда ранее в этом году была обнаружена ДНК древнего медведя, или в фрагментах костей, которые были измельчены в пыль.

Поэтому группа ученых во главе с биологом-эволюционистом Пере Гелабертом и археологом Роном Пинхаси из Венского университета в Австрии отправилась на поиски ДНК окружающей среды в пещере Сацурблия. Они взяли шесть образцов почвы и тщательно проанализировали их в поисках следов генетического материала.

Они нашли их в виде митохондриальной ДНК. Фрагментарные и неполные, но когда-то тщательно собранные воедино, достаточные для получения новой информации о популяциях, которые когда-то населяли этот регион.

Во-первых, женщина. Была восстановлена ​​лишь крошечная часть ее генома, но из этого исследователи смогли сделать вывод, что она была членом ранее неизвестной группы современных людей. Эта группа в настоящее время вымерла, но она внесла свой вклад в сегодняшние популяции в Европе и Азии, как было обнаружено, когда древний геном сравнивали с нынешними геномами человека.

По словам исследователей, геном волка также представляет собой ранее неизвестную, а ныне вымершую линию. Это говорит о том, что популяции волков значительно изменились и изменились в конце последнего ледникового периода, около 11000 лет назад, при этом родословные, подобные этой, полностью исчезли.

Наконец, митохондриальная ДНК, обнаруженная в геноме бизона, также может быть найдена у живых современных бизонов. Исследователи обнаружили, что его геном был более тесно связан с европейскими и евразийскими бизонами, чем с североамериканскими бизонами, что является важным открытием, поскольку предполагает, что эти две линии разошлись до времен пещерных бизонов Сацурблия. Согласно анализу группы, американский бизон пришел первым и разделился на другие популяции.

Неизвестно, жили ли три вида в пещере вместе - на данный момент очень сложно сузить датировку с достаточной уверенностью. Кроме того, изучение ДНК окружающей среды все еще имеет некоторые существенные ограничения, такие как фрагментарный характер любого извлеченного генетического материала и высокая вероятность заражения.

Тем не менее, открытие демонстрирует, что благодаря дешевым и доступным технологиям копание в грязи может быть гораздо более показательным, чем мы когда-то считали возможным.

“Наши результаты демонстрируют, что беспристрастное секвенирование древней ДНК осадка может дать данные по всему геному, которые информативны о происхождении нескольких таксонов“, - написали исследователи в своей статье.

“Полногеномная ДНК древних отложений может открыть новые направления для изучения целых экосистем, включая взаимодействие между различными видами и аспекты человеческой практики, связанные с использованием животных или растений“.