Древняя человеческая ДНК обнаружена в палеолитическом кулоне

Nature, том 618, страницы 328–332 (2023 г.) Процитировать эту статью

53 тыс. доступов

1 Цитаты

1888 г. Альтметрия

Подробности о метриках

Артефакты, сделанные из камней, костей и зубов, имеют основополагающее значение для нашего понимания стратегий, поведения и культуры человеческого существования в плейстоцене. Хотя эти ресурсы многочисленны, невозможно связать артефакты с конкретными человеческими особями1, которые можно охарактеризовать морфологически или генетически, если только они не обнаружены в захоронениях, что в этот период является редкостью. Таким образом, наша способность различать социальные роли людей плейстоцена на основе их биологического пола или генетического происхождения ограничена2,3,4,5. Здесь мы сообщаем о разработке неразрушающего метода постепенного высвобождения ДНК, захваченной в древних костных и зубных артефактах. Применение метода к подвеске из зуба оленя эпохи верхнего палеолита из Денисовой пещеры (Россия) привело к восстановлению древних митохондриальных геномов человека и оленя, что позволило оценить возраст подвески примерно в 19–25 тыс. лет. Анализ ядерной ДНК идентифицирует предполагаемого создателя или носителя кулона как женщину с сильным генетическим родством с группой древних жителей Северной Евразии, которые жили примерно в то же время, но ранее были найдены только восточнее Сибири. Наша работа по-новому определяет, как культурные и генетические записи могут быть связаны в доисторической археологии.

Палеолитические комплексы обычно содержат множество объектов, возраст которых может различаться на сотни или тысячи лет, даже если они обнаружены в непосредственной близости1. Таким образом, может быть сложно связать человеческие останки с конкретными объектами. Последние достижения в извлечении ДНК человека из отложений6,7,8 могут быть использованы для связи артефактов с генетическими популяциями. Однако точная идентификация конкретных создателей или пользователей этих объектов потребует восстановления человеческой ДНК непосредственно из самих объектов, аналогично современным судебно-медицинским расследованиям. Теоретически такой анализ наиболее перспективен для артефактов, изготовленных из костей или зубов животных, не только потому, что они пористые и тем самым способствуют проникновению жидкостей организма (например, пота, крови или слюны), но и потому, что они содержат гидроксиапатит, который известно, что он адсорбирует ДНК и снижает ее деградацию за счет гидролиза и нуклеазной активности9,10. Таким образом, древние кости и зубы могут функционировать как ловушка не только для ДНК, которая высвобождается внутри организма в течение его жизни и последующего разложения, но также и для экзогенной ДНК, которая попадает в матрикс после смерти в результате микробной колонизации11 или обработки человеком. Однако извлечение ДНК из древнего скелетного материала либо требует деструктивного отбора проб, либо рискует изменить образцы, если их непосредственно погрузить в буфер для экстракции12,13. Сохранение является первоочередной задачей из-за нехватки артефактов из костей и зубов на стоянках плейстоцена, особенно подвесок и других украшений, с которыми часто обращались или носили при тесном контакте с телом. Поэтому мы решили разработать метод выделения ДНК из костей и зубов, который сохранит целостность материала, включая микротопографию поверхности, и исследовать возможность извлечения ДНК из костных и зубных артефактов.

Чтобы идентифицировать реагенты, совместимые с неразрушающим извлечением ДНК, мы выбрали десять немодифицированных останков фауны из палеолитических стоянок Кенсе и Ле Коттес во Франции (таблица расширенных данных 1 и дополнительная информация 1), которые по размеру и форме были аналогичны обычно используемому материалу. для производства костных артефактов и погрузил их в несколько реагентов, ранее использовавшихся при экстракции древней ДНК, а также в воду для сравнения. К ним относятся (1) реагент, содержащий тиоцианат гуанидина, ранее предложенный для неразрушающего извлечения ДНК12, (2) раствор этилендиаминтетраацетата (ЭДТА), который является декальцинатором, обычно используемым при экстракции древней ДНК14,15,16, (3) раствор натрия раствор гипохлорита (отбеливателя), который представляет собой окислительный реагент, используемый для удаления загрязняющей ДНК с поверхности11,17, и (4) натрий-фосфатный буфер с добавлением детергента11, который, как недавно было показано, обеспечивает контролируемое при температуре высвобождение ДНК из порошкообразных образцов костей18 .