Таємниці ДНК: звідки пішли сучасні люди та як вчені боряться із забрудененнями геномів

Втр, 11/02/2014 - 13:02

Проблема , з якою часто стикаються генетики при аналізі ДНК стародавніх людей і тварин , - контамінація - вирішена: вчені знайшли метод очищення ДНК від пізніших забруднень і проаналізували зразок , що належить неандертальцю з печери Окладникова , визначивши його місце в генетичному дереві .

Контамінація - хімічний і біологічний термін , зараження з'єднання сторонніми речовинами , чужорідним біологічним матеріалом. ДНК стародавніх людей і тварин може бути забруднена як мікросередовищем , де знаходилися рештки організму , так і ДНК вчених, які працювали із знайденими зразками . Подібні забруднення , безсумнівно , є перешкодою в секвенуванні ДНК ( визначенні амінокислотної або нуклеотидної послідовності) - процесі , який використовується для опису структури ДНК.

Порівняння геномів неандертальців , денисовців і сучасних людей показало , що різні групи гомінідів 12-126 тис. років тому зустрічалися , спілкувалися.

Група дослідників з Швеції та Німеччини під керівництвом Понтуса Скоглунд ( Упсальський університет) , а також при співпраці російських вчених Михайла Шунькова та Анатолія Дерев'янка (Інститут археології та етнографії СО РАН) знайшла метод очищення стародавніх ДНК від зовнішніх забруднень , а також провела аналіз ДНК останків неандертальця з печери Окладникова . У роботі вчених взяв участь і Сванте Паабо , генетик , який отримав повний варіант генома неандертальця .

З повними результатами роботи генетиків можна ознайомитися в журналі PNAS .

Метод визначення сторонніх нашарувань ДНК заснований на аналізі її природних мутацій . Так , у 30-40% зразків , вік яких налічує кілька тисяч років , цитозин перетворюєтьсяна тимін , а гуанін в аденін . Вчені розробили систему , якамоделює процеси природного зміни ДНК і порівнює отриманий результат з даними зразка.

Для перевірки роботи нового методу вчені використовували близько 1 млн послідовностей ДНК , отриманих від останків австралійця , що нараховують 100 років , від чотирьох скелетів часів неоліту ( знайдених в Скандинавії близько 5 тис. років тому) , від чотирьох скелетів неандертальців( віком від 38 до 70 тис . років) і чотирьох сучасних нині живучих. Система показала наявність сторонніх частин ДНК пропорційно віку зразків . Далі дослідники навмисно забруднили ДНК сучасної людини « частинами » ДНК неандертальця - і знову система показала свою ефективність , обчисливши «зайві » елементи .

Таким чином , на сьогоднішній момент генетики мають у своєму розпорядженні метод очищення стародавніх ДНК від сторонніх елементів , що зробить істотний позитивний вплив на дослідження ДНК.

Згідно з даними досліджень, наприклад, гени жителів Сибіру з'явились на Американському континенті 24 тис. років тому, натомість індіанці вийшли із Сибіру.

Саме це й підтвердила подальша робота вчених . Група Понтуса Скоглунд вивчила ДНК неандертальця , останки якого були знайдені в печері Окладникова (розташована на околиці села Сібірячіха Солонешенского району Алтайського краю). Генетики взяли 6906 послідовностей мітохондріальної ДНК і піддали аналізу за допомогою системи з виявлення забруднень. У першу чергу , проаналізувавши природні мутації , система підтвердила , що зразок дійсно належить неандертальцю , а потім виявила 10,2 % забруднених фрагментів. Щоб позбутися від них , ученим довелося скоротити число досліджуваних послідовностей до 3908 , рівень забруднення знизився до 1,3 %.

Результати секвенування ДНК показали : послідовність мітохондріальних геномів неандертальця з печери Окладникова не збігається з раніше описаними послідовностями неандертальців з Центральної та Західної Європи , однак займає своє місце в генетичному кластері разом з ними.

Робота групи Понтуса Скоглунд однозначно довела , що створення системи по відділенню забруднень від ДНК дозволить генетикам проводити більш точний аналіз зразків генів давніх людей і тварин , а значить , ще на крок наблизить їх до розшифровки закладених в спіралі ДНК таємниць.

Читайте більше

RedTram