研究人員將鑽取“霍位元人”牙齒中的古老DNA

一項關於牙齒的研究提高了提取古老DNA的可能性。

作者:謝麗爾·瓊斯

科學家們計劃嘗試從“霍位元人”弗洛勒斯人(Homo floresiensis)身上提取DNA。弗洛勒斯人是一種身高1米的已滅絕的現代人類遠親,在印度尼西亞被發現。此前的一項研究表明,古老DNA研究中標準取樣方法的問題可能阻礙了先前的努力。

今年,位於阿德萊德大學的澳大利亞古老DNA中心(ACAD)的遺傳學家們希望從一顆大約18,000年前的弗洛勒斯人牙齒中提取DNA,這顆牙齒於2009年在印度尼西亞弗洛勒斯島的梁布亞遺址被挖掘出來。


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這顆前臼齒一直保持低溫,並且儘可能少地接觸,以防止被現代DNA汙染。但是,熱帶地區的高溫和潮溼可能導致極少甚至沒有古老DNA存活下來,任何存活下來的DNA都可能高度片段化。

牙齒的儲存地,雅加達印度尼西亞國家考古中心主任託尼·朱比安託諾說,DNA提取技術的發展可以克服以前的取樣問題,並且對於理解弗洛勒斯人的進化歷史具有令人興奮的潛力。

如果可以提取DNA,將其序列與其他物種的序列進行比較可以解決分類上的爭議。例如,2004年描述並命名該物種的澳大利亞阿米代爾新英格蘭大學的古人類學家彼得·布朗正在重新考慮他最初的分類。起初,他將該物種歸入人類屬Homo,但他現在懷疑霍位元人的祖先在Homo進化之前就離開了非洲,因此該物種可能屬於不同的或新的屬。

牙齒的麻煩

五年前,來自ACAD和德國萊比錫馬克斯·普朗克進化人類學研究所的兩個團隊試圖從2003年挖掘出的另一顆弗洛勒斯人牙齒中提取DNA。兩次嘗試均告失敗。

現在,由ACAD遺傳學家克里斯蒂娜·阿德勒領導的團隊發現,標準取樣程式可能是導致無法從霍位元人和其他一些古代樣本中獲取DNA的原因。

阿德勒的團隊(其中包括一些參與最初的弗洛勒斯人DNA提取嘗試的研究人員)比較了各種取樣技術對來自世界各地40個人類樣本線粒體DNA的影響,這些樣本的歷史可追溯到7500年前。該結果已獲准在《考古科學雜誌》上發表。

大多數對古代牙齒的遺傳學研究都集中在牙齒內部組織牙本質上,但阿德勒的團隊發現,牙骨質(牙根的覆蓋物)是更豐富的DNA來源。

鑽孔是一種常用於對牙齒和骨骼進行取樣的技術,因為它最大程度地減少了對珍貴樣本的損害。但是阿德勒的團隊發現,在標準鑽孔速度超過每分鐘1000轉(RPM)時產生的熱量會迅速破壞DNA,導致產量比用研磨機粉碎的樣品低30倍。將鑽孔速度降低到100 RPM可以緩解這個問題。

馬克斯·普朗克團隊在其早期嘗試提取DNA時對霍位元人牙齒的牙本質進行了取樣,但尚不清楚使用了什麼鑽速。儘管ACAD科學家使用了較低的鑽速,但他們也將重點放在牙本質上。他們將在下一次嘗試中以牙骨質為目標。

機會渺茫

阿德勒說,一些先前未能產生DNA的古代樣本現在可能值得重新取樣。她驚訝地發現,古代DNA研究人員通常選擇高速鑽取樣品,因為牙醫早就知道這會損害患者的牙齒。“這是一個兩個專業領域之間缺乏溝通的案例,這兩個領域都在獨立地處理類似的事情,”她說。

英國約克大學的古蛋白質分析專家馬修·柯林斯說,阿德勒團隊的研究結果將“有助於確保我們在對珍貴化石進行取樣時最大程度地減少分子破壞,並有可能使我們更進一步追溯時間以恢復序列資訊。”

但是,他對從弗洛勒斯人身上提取DNA的機會持悲觀態度,稱由於挖掘現場的高溫,分子可能過於片段化。

但是,ACAD的科學家認為值得嘗試對他們的弗洛勒斯人牙齒進行嘗試。他們從2007年該遺址出土的一顆6000年曆史的豬牙中成功提取DNA的經歷讓他們受到了鼓舞。

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