【儀表網(wǎng) 儀表科普】生物的遺傳信息隱藏在每一個(gè)細(xì)胞中,我們剪掉的指甲、脫落的毛發(fā)和皮屑、流出的汗水和唾液,這些人體上毫不起眼的東西都包含著我們的基因,只要我們還存在生理活動(dòng),就在源源不斷地向環(huán)境中釋放我們的身體信息。有時(shí)候,只需要一塊咬過的口香糖,科學(xué)家就可以通過先進(jìn)的儀器檢測(cè)出我們?nèi)康幕蚪M,并以此還原我們的外表。這并不是什么天方夜譚,前幾日,科學(xué)家就在一塊距今約5700年前的“口香糖”上實(shí)現(xiàn)了它。
17日,一項(xiàng)關(guān)于古人類的遺傳學(xué)研究在英國(guó)《自然·通訊》雜志發(fā)表。來自丹麥哥本哈根大學(xué)的考古研究團(tuán)隊(duì)得到了一塊樺樹瀝青樣本,并對(duì)其進(jìn)行了DNA提取和分析。樺樹瀝青是一種由樺樹皮加熱后產(chǎn)生的具有黏性的物質(zhì),一般被用作膠黏劑。但在考古發(fā)掘中發(fā)現(xiàn)的小塊樺樹瀝青經(jīng)常出現(xiàn)牙印,這意味著史前人類可能曾像嚼口香糖一樣咀嚼樺樹瀝青。
研究團(tuán)隊(duì)在樣本上提取出了一名女性的全部基因組,并為這名女性取名為“Lola”。根據(jù)DNA測(cè)序時(shí)發(fā)現(xiàn)的遺傳變異情況,研究人員推測(cè)出了“Lola”可能的外貌——黝黑皮膚、深色頭發(fā)以及藍(lán)色眼睛。此外,研究人員還對(duì)樣本中的其他非人類DNA進(jìn)行了檢測(cè)分析,發(fā)現(xiàn)了疑似生活在“Lola”口腔中的微生物,例如牙齦卟啉單胞菌,以及一些動(dòng)植物殘留。這為研究者提供了“Lola”的飲食習(xí)慣以及口腔的微生物信息,對(duì)于古人類研究具有重要的意義。
古DNA研究是分子考古學(xué)的核心,也是古生物研究的重要方式。與現(xiàn)代的DNA研究類似,古DNA研究同樣需要取樣、提取、擴(kuò)增和測(cè)序等步驟,主要通過試劑盒或者全自動(dòng)核酸提取儀從化石中分離提取DNA,然后利用PCR儀對(duì)提取的古生物DNA進(jìn)行PCR反應(yīng)及分子克隆,擴(kuò)增后獲得一系列DNA片段,再合成完整的DNA序列。
然而古DNA的提取和合成并不是一件簡(jiǎn)單的事。首先自然條件下古生物化石保留的遺傳信息有限,DNA的保存受到環(huán)境很大的制約,高溫、潮濕、微生物等因素都可能造成DNA的破壞。其次,化石中的DNA還可能受到其他生物的污染,在測(cè)序時(shí)很難找到目標(biāo)DNA。另外,在測(cè)序時(shí),PCR反應(yīng)需要消耗提取出的DNA,會(huì)耗費(fèi)大量的樣品、試劑以及時(shí)間。技術(shù)成為除研究材料之外影響古DNA研究的主要因素。
目前,古DNA研究技術(shù)已經(jīng)有了不少突破,如利用宏基因組學(xué)和高通量直接測(cè)的方法,不需要擴(kuò)增就可以從提取物中獲得古DNA序列;利用人工合成的RNA“探針”對(duì)樣本進(jìn)行“凈化”,篩選出古人類DNA等等。技術(shù)的進(jìn)步讓人們更容易從化石中獲得生物的遺傳信息,也讓人們?cè)谌祟惼鹪础⑦w移、演化以及動(dòng)植物的馴養(yǎng)等方面取得更多的成果。
不僅如此,古DNA測(cè)序的進(jìn)步也會(huì)影響到現(xiàn)代DNA檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,基因研究的相關(guān)儀器將因此受益。
資料來源:科技日?qǐng)?bào)
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