«Зачистка» ДНК

Изучение ДНК древних людей всегда представляло существенный интерес для учёных. Однако довольно длительное время расшифровка генетического материала осложнялась наличием наслоений чужеродных веществ. Это могли быть древние останки животных, части растений и объектов неживой природы. Процедура воссоздания молекул ДНК была весьма трудоёмкой, поскольку из смеси разнообразных веществ необходимо было каким-то образом вычленить то, что действительно ценно и имеет значение для науки. Чужеродные примеси в существенной мере мешали полноценному секвенированию ДНК (установлению аминокислотной последовательности). Такого рода загрязненность чужими биологическими материалами и прочими примесями обозначают термином «контаминация».

Открытие метода очистки ДНК

Совсем недавно учёным удалось найти эффективный способ очистки генетического материала, что позволило детально изучить с точки зрения генома останки неандертальца, обнаруженного в пещере Окладникова.

В открытии новой научной разработки приняли участие учёные из Швеции и Германии во главе с Понтусом Скоглундом, исследователем из Уппсальского университета. Работы проходили в тесном сотрудничестве с российскими учёными Михаилом Шуньковым и Анатолием Деревянко из Института археологии и этнографии ЭО РАН. Полученный очищенный генетический материал был успешно расшифрован генетиком Сванте Паабо, которому удалось полностью воссоздать ДНК неандертальца.

В основе метода лежит анализ естественных мутаций, учитывающий аминокислотные трансформации материала во времени. Учёные создали модель перехода одной аминокислоты в другую с течением времени, что позволяет проводить сравнительный анализ реального образца и стандарта.

Экспериментальные исследования

Данный метод очистки был неоднократно проверен путём экспериментальной расшифровки нуклеотидных цепочек останков австралийца (приблизительно столетнего возраста), четырёх древних скелетов, обнаруженных в Скандинавии (их возраст – около 5 тысяч лет), четырёх останков неандертальцев разных периодов (возраст – от 38 до 70 тысяч лет), также был исследован генетический материал, полученный из современных людей.

Сравнительные данные позволили учёным сделать заключение о прямой взаимосвязи между возрастом останков и характером наслоений.

При искусственном моделировании загрязнения новый способ также показал прекрасные результаты: в геном современного человека был привнесён чужеродный материал, полученный из останков неандертальца; метод успешно выявил примеси.

Изучение останков неандертальца из пещеры Окладникова

Не так давно обнаруженные в Алтайском крае останки неандертальца из пещеры Окладникова были исследованы с применением нового метода. Системой по выявлению примесей была проанализирована аминокислотная последовательность, представленная 6906 нуклеотидами. Были детально исследованы мутационные процессы, произошедшие за длительный срок; их характер подтвердил принадлежность найденных останков неандертальцу. В итоге системой было найдено 10, 2 % чужеродных веществ, которые в дальнейшем были удалены, что сократило аминокислотную цепь до 3908 нуклеотидов.

Последующая расшифровка генома показала существенные различия между неандертальцем из пещеры Окладникова и останками того же периода, обнаруженными в Центральной и Западной Европе.

Учёные считают, что новое открытие позволит им в дальнейшем более оперативно и достоверно устанавливать структуру молекул ДНК археологических находок органической природы.