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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

科普小知识2021-12-02 03:26:11
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古埃及木乃伊保存了死者的许多细节:面部特征、疾病迹象,甚至纹身。但是它似乎没有保存DNA。经过反复的DNA提取,许多科学家认为,也许炎热的沙漠气候或木乃伊化过程中使用的化学物质很久以前就破坏了所有的遗传物质。现在,一组古代DNA专家已经成功地对90具古埃及木乃伊的基因组进行了测序。这些游戏变化的结果让科学家们第一次洞察了普通古埃及人的基因组。令人惊讶的是,经过几个世纪的征服,它们几乎没有什么变化。

这一成功测序的结果最近发表在《自然通讯》上。意大利博尔扎诺木乃伊研究所的古生物学家和古人类学家阿尔伯特·津克说:“它最终向所有人证明了古埃及木乃伊中保存了DNA。”2010年,他参与了16具埃及皇家木乃伊的DNA序列鉴定研究,其中包括古埃及法老图坦卡蒙。然而,该研究采用了聚合酶链反应,它可以有效地发现和提取目标DNA片段,但不能总是如此可靠地区分古代DNA和现代污染。

德国耶拿马克斯·普朗克人类科学和历史研究所的遗传学家约翰尼斯·克劳斯领导的这项新研究,使用下一代测序方法读取样本中的任何DNA片段,并提取出与人类DNA相似的片段。完整的序列让团队发现了与古代DNA相关的微妙损伤模式。丹麦哥本哈根大学的古DNA研究专家汉尼斯·施罗德说,这使得新的分析更加可靠。"以前对古埃及木乃伊的研究要么失败,要么不充分,但它成功了."

克劳斯研究了史前时期移居欧洲的尼安德特人、杰尼索夫人和人类的DNA。被古埃及帝国动荡的政治历史所吸引,克劳斯开始研究古埃及木乃伊。在不同的时期,它被近东的亚述人、尼罗河南岸的努比亚人、波斯人、希腊人、罗马人等征服。"我们的问题是,这些外国征服者有遗传影响吗?"克劳斯说。

克劳斯转向了在尼罗河畔开罗以南约100公里的阿布西尔·梅莱格古定居点收集的151具木乃伊头颅。这个聚居地是一个纪念“死神”奥西里斯的地方,所以数百年来它一直是一个受欢迎的墓地。木乃伊的头部是在20世纪早期出土的(并从它们的躯干中取出),现在位于德国的两个地方——图宾根大学和柏林史前和早期历史博物馆。放射性碳年代测定显示,这些木乃伊跨越了1300年的古埃及历史,经历了许多外国征服。埃及首先并入希腊,然后并入罗马帝国。

尽管木乃伊的软组织几乎不含DNA,但它的骨骼和牙齿中充满了遗传物质。其中,90具木乃伊的DNA曾经存在于线粒体中,线粒体是细胞的能量加工工厂。线粒体只携带几个基因,但它们数量如此之多,以至于它们的DNA通常比在一个细胞核中找到一个完整的人类基因组更容易。此外,由于线粒体是从母亲传给孩子的,它省略了父亲的DNA。含有亲本DNA的核基因组包含更多的信息。克劳斯说,不幸的是,只有一小部分木乃伊的核基因组保存完好,更少的能通过严格的污染测试。他的团队最终只获得了木乃伊核基因组的三个样本,每个样本来自不同的时间框架。

克劳斯的团队将这些木乃伊的线粒体和细胞核DNA与近东和非洲的古代和现代人群进行了比较。他们发现古埃及人与近东的古代和现代人口非常接近,尤其是在黎凡特。此外,即使不同的军事力量征服了古埃及帝国,这些木乃伊的基因特征仍然表现出惊人的一致性。埃及博物馆古代DNA实验室的创始人、开罗国家研究中心的分子遗传学家耶希亚·加德说,线粒体基因组很可能没有记录外国父亲的遗传特征。但是克劳斯指出,这三具拥有核基因组数据的木乃伊也显示出明显的遗传一致性。

然而,从那以后,埃及的基因组发生了一些变化。尽管木乃伊几乎不含撒哈拉以南非洲的DNA,但大约15%至20%的现代埃及线粒体DNA反映了撒哈拉以南非洲的祖先特征。他推测尼罗河沿岸贸易的增长,包括奴隶贸易或中世纪*的传播,可能加强了北非和撒哈拉以南非洲之间的联系。

波士顿哈佛大学医学院的遗传学家、研究古代人是如何以及何时混合在一起的研究员Iosif Lazaridis说,新的研究结果是“一项伟大的成就”。但是他想知道Abusir el-Meleq遗址在整个古埃及的代表性。"埃及是一个幅员辽阔的国家。"他说。其他地区可能经历不同的征服方式,一些地区可能有更多的基因融合。拉扎里迪斯希望看到更多的启示。“现在已经证实,从木乃伊中提取DNA样本是可行的。事实上,我们有成千上万的木乃伊。”他说。(晋南编)