作者:Johannes Krause 来源:《自然—通讯》 发布时间:2017/6/7 9:16:52
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德国科学家首次提取并解析古埃及木乃伊基因组

 

古埃及木乃伊保存着已逝者的很多细节:面部特征、疾病迹象,甚至是纹身。但它似乎没有保存DNA。经过反复提取DNA之后,很多科学家认为或许炙热的沙漠气候或是木乃伊制作过程中使用的化学物质在很久之前就破坏了所有的基因材料。现在,一个古DNA专家团队对90具古埃及木乃伊成功进行了基因组测序。这些改变游戏的结果让科学家首次洞察到古埃及普通人的基因组,令人惊奇的是,经过多个世纪的征服后它们的改变依然非常少。

此次成功测序结果近日发表于《自然—通讯》。意大利博尔扎诺木乃伊研究所的古生物古人类学家Albert Zink说:“它最终向所有人证明,古埃及木乃伊中保存了DNA。”他曾参与2010年从16具埃及皇家木乃伊中鉴定DNA序列的研究,其中包括古埃及法老图坦卡门。但那次研究采用了聚合酶链反应,该方法能够有效地发现和提取目标DNA片段,但却不能总那么可靠地区分古DNA和现代污染。

这项新研究由德国耶拿马普学会人类科学历史研究所遗传学家Johannes Krause带领,采用下一代测序方法读取样本中呈现的任何DNA片段,并提取出那些类似人类DNA的片段。完整序列让该团队发现与古DNA相关的有蛛丝马迹的损伤模式。这让新分析更加可靠,丹麦哥本哈根大学古DNA研究专家Hannes Schroeder说,“此前对古埃及木乃伊的研究或是失败,或是不足,它却成功了。”

Krause曾研究过尼安德特人、丹尼索瓦人和史前迁徙到欧洲的人类的DNA,由于被古埃及帝国动荡的政治历史所吸引,他开始研究古埃及木乃伊。在不同时期,它曾被来自近东的亚述人、来自尼罗河沿线南方的努比亚人征服,此外还有波斯人、希腊人、罗马人等。“我们的问题是,这些国外征服者有遗传影响吗?”Krause说。

Krause转向了在尼罗河沿线开罗南部约100公里的古代定居地点Abusir el-Meleq收集的151个木乃伊头部藏品。该定居点是向“死亡之神”欧西里斯致敬的地方,所以数百年来它一直是一个受欢迎的埋葬点。那些木乃伊头部在20世纪初被出土(并从其躯干上移走),现在分别位于德国的两个地方——图宾根大学和柏林史前及早期历史博物馆。放射性碳测定年代法表明,这些木乃伊跨越了1300年的古埃及历史,经历了很多国外征服,接着埃及首先被并入希腊,随后又被并入罗马帝国。

尽管木乃伊的软组织中几乎没有包含任何DNA,但其骨骼和牙齿却充满了基因物质。其中有90个木乃伊存在一度曾停留在线粒体(细胞的能量加工厂)内的DNA。线粒体仅携带少量基因,但它们是如此丰富,通常比单个细胞核中的一个完整人类基因组更容易发现他们的DNA。此外,由于线粒体会从母亲传递给孩子,它会略去父亲的DNA。包含双亲DNA的核基因组信息量则更大。Krause说,不幸的是,仅有少量木乃伊的核基因组被完好保存下来,而能够通过他严格污染检测的核基因组就更少。他的团队最终仅获得3个木乃伊的核基因组样本,每个样本都来自不同的时间期限。

Krause的团队将这些木乃伊的线粒体和核DNA与近东和非洲的古代和现代人群进行了对比,他们发现古埃及人极为接近古代和现代近东人群,特别是那些位于黎凡特的人群。此外,即便在不同的军事力量征服古埃及帝国时,这些木乃伊的遗传学特征仍表现出惊人的一致性。埃及博物馆古DNA实验室创始人、开罗国家研究中心分子遗传学家Yehia Gad说,很有可能线粒体基因组没有记录国外父亲的遗传特征。但Krause指出,3个拥有核基因组数据的木乃伊还显示出明显的基因一致性。

然而,此后的确有一些事物改变了埃及人的基因组。尽管木乃伊几乎没有包含来自撒哈拉以南非洲的DNA,约有15%至20%的现代埃及人线粒体DNA则反映了撒哈拉以南非洲祖先特征。他推测尼罗河沿线贸易的增加,包括奴隶贸易或是中世纪时期伊斯兰教的传播,可能加强了非洲北部和撒哈拉以南非洲的接触。

美国波士顿哈佛大学医学院遗传学家、研究古代人群如何以及何时混合在一起的Iosif Lazaridis称,新研究结果“是一个巨大的成就”。但他想知道Abusir el-Meleq遗址对于整个古埃及代表性有多高。“埃及是一个辽阔的国家。”他说。其他地区经历的征服方式可能有所不同,一些地方可能拥有更多的基因融合。Lazaridis希望看到更多启示。“现在已经证实了从木乃伊中提取DNA样本是可行的。实际上,我们有数千个木乃伊。”他说。(来源:科学网 晋楠编译)

 
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