作者:Michael Knapp 来源:《皇家学会学报B》 发布时间:2012-10-12 14:57:06
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DNA半衰期为521年

 
古遗传学家Morten Allentoft利用恐鸟骨骼计算了DNA半衰期。图片来源:M. Mhl
 
几乎没有科学家相信恐龙的脱氧核糖核酸(DNA)样本能够存留至今,但也没有人知道这些遗传物质到底要用多久才会散架。如今,对新西兰出土的化石进行的一项研究终于让这桩悬案尘埃落定,顺便终结了克隆霸王龙的美梦。
 
在细胞死亡后,酶开始分解作为DNA支柱的核苷酸之间的化学键,并且微生物也在加速细胞的腐烂。然而,从长远来看,与水的反应被认为是造成化学键分解的最主要原因。地下水几乎是无所不在的,因而从理论上讲,埋藏的骨骼样本中的DNA会按照一个固定的速度分解。
 
然而确定这一速度是非常困难的,这是因为很少能够找到含有大量DNA的化石来作出有意义的比较。并且更糟糕的是,变化的环境条件,例如温度、微生物侵入的程度和氧化作用会改变腐解过程的速度。
 
日前由丹麦哥本哈根大学的Morten Allentoft和澳大利亚佩斯市默多克大学的Michael Bunce率领的古遗传学家研究小组,对属于3种已经灭绝的古代巨鸟(恐鸟)的含有DNA的158根腿骨化石进行了研究。
 
这些骨骼的年代介于600年到8000年之间,并被发现于彼此距离不超过5公里的3个地方,从而保证了它们差不多是以相同的条件保存的,包括温度为13.1摄氏度。
 
这项研究成果发表在10月9日的英国《皇家学会学报B卷》上。
 
通过比较样本的年代以及DNA分解的程度,研究人员推算出DNA的半衰期为521年。这也就意味着,在521年后,一个样本中的核苷酸骨架之间的化学键有一半会被分解掉,而在下一个521年后,另一半剩下的化学键的一半也将消失殆尽,如此逐渐减少。
 
研究小组还预测了如果一根骨骼保存在理想温度(-5摄氏度)下,每根化学键被毁的最长时间为680万年。但其实DNA在很早之前便已经无法读取了——大约在150万年后,剩下的DNA链便因为太短而无法传递有意义的信息。
 
澳大利亚悉尼大学的计算进化生物学家Simon Ho表示:“这证明了一个广泛存在的质疑,即宣称从恐龙和被封存在琥珀中的古昆虫中提取DNA是不现实的。”然而,Ho说,尽管680万年远不及恐龙骨骼的年龄——后者至少有6500万年——“但我们或许能够打破最古老的真正DNA序列的纪录,当前的纪录约为50万年”。
 
这项最新研究中的计算很简单,但仍有许多问题。
 
新西兰丹尼丁市奥塔哥大学的古遗传学家Michael Knapp表示:“我非常想看看这项发现能否在非常不同的环境中——例如永久冻土和洞穴——重现。”
 
此外,研究人员还发现,在恐鸟骨骼的样本中,年龄的差异仅对DNA分解的变化产生了38.6%的影响。“显然有其他因素在影响着DNA的存留。”Bunce说,“化石发掘后的储存、土壤化学,甚至动物死亡的时间都是可能的影响因素,这需要进一步的调查。”(来源:中国科学报 赵路)
 
 
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