کشف DNA زن باستانی در دندان گوزن ۲۰هزار ساله

محققان موسسه ماکس پلانک با موفقیت DNA زن باستانی را از آویز زینتی یک گوزن جدا کردند و این کشف توانست راه را برای شناسایی زیورآلات و اشیائی که در گذشته استفاده می شده، هموار کند.

به گزارش تکناک، یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی به رهبری موسسه انسان‌شناسی تکاملی ماکس پلانک در لایپزیگ آلمان، برای اولین بار با موفقیت DNA زن باستانی را از دندان سوراخ شده یک گوزن در غار Denisova در جنوب سیبری کشف کردند.

برای حفظ یکپارچگی این دندان زینتی، محققان روشی جدید و غیر مخرب برای جداسازی DNA از استخوان ها و دندان های باستانی ابداع کردند. توسط این DNA زن باستانی بازیابی شده، آنها توانستند مشخصات ژنتیکی دقیقی از زنی که از این آویز استفاده کرده یا آن را پوشیده است، و همچنین گوزنی که دندان از او گرفته شده است، بازسازی کنند.

تاریخ های ژنتیکی به دست آمده برای DNA زن و گوزن نشان می دهد که این آویز بین 19000 تا 25000 سال پیش ساخته شده است. دندان کشف شده پس از تجزیه و تحلیل، کاملاً دست نخورده باقی ماند و منجر به شکل گیری تحقیقات جدید در مورد DNA زن باستانی و همچنین زیورآلات و مصنوعاتی که در گذشته استفاده می شده است، شد.

مصنوعات ساخته شده از سنگ، استخوان یا دندان، بینش های مهمی را در مورد استراتژی های زندگی انسان های اولیه، رفتار و فرهنگ آنها ارائه می دهد. با این حال، تا به امروز نسبت دادن این آثار به افراد در دوره های خاص، دشوار بوده است، زیرا بررسی آثار باستانی عصر کهن بسیار سخت بوده است.

همین این امر امکان نتیجه گیری در مورد مسائلی مانند تقسیم کار یا نقش های اجتماعی افراد در این دوره را محدود کرده است.

به منظور پیوند مستقیم اشیاء با افراد خاص و در نتیجه به دست آوردن بینش عمیق تر در مورد جوامع عصر کهن، یک تیم تحقیقاتی به رهبری موسسه انسان شناسی تکاملی ماکس پلانک در لایپزیگ، یک روش جدید و غیر مخرب برای جداسازی DNA از استخوان و دندان ایجاد کرده است.

اگرچه این دو مورد به طور کلی کمیاب تر از ابزارهای سنگی هستند، اما دانشمندان به طور خاص بر روی مصنوعات ساخته شده از عناصر اسکلتی تمرکز کردند، زیرا این عناصر متخلخل تر هستند بنابراین احتمال بیشتری وجود دارد که DNA موجود در سلول های پوست، عرق و سایر مایعات بدن را در خود حفظ کنند.

روش جدید استخراج DNA

قبل از اینکه تیم تحقیقاتی بتواند با مصنوعات واقعی کار کند، ابتدا باید مطمئن می شد که این اشیاء گرانبها آسیب نمی بینند. ساختار سطحی مصنوعات استخوان و دندان عصر کهن، اطلاعات مهمی در مورد تولید و استفاده از آنها ارائه می دهد. بنابراین، حفظ یکپارچگی این مصنوعات، از جمله ریزساختارهای روی سطح آنها، اولویت اصلی این تحقیق بود.

این تیم تحقیقاتی تأثیر مواد شیمیایی مختلف را بر ساختار سطحی قطعات استخوان و دندان آزمایش کردند و یک روش غیر مخرب مبتنی بر فسفات برای استخراج DNA زن باستانی ایجاد کردند. النا اسل، نویسنده اصلی این مطالعه توضیح می دهد: می توان گفت که ما یک ماشین لباسشویی برای مصنوعات باستانی در آزمایشگاه خود ایجاد کرده ایم. با شستن مصنوعات در دمای تا 90 درجه سانتیگراد، می‌توانیم DNA زن باستانی را از آب حاصل از شستشو استخراج کنیم، در حالی که مصنوعات را دست نخورده باقی می گذاریم.

شکست های اولیه

این تیم تحقیقاتی برای اولین بار این روش را روی مجموعه ای از مصنوعات کشف شده از غار فرانسوی Quinçay که در دهه 1970 تا 1990 حفاری شده بود، استفاده کرد. اگرچه در برخی موارد امکان شناسایی DNA از حیواناتی وجود داشت که مصنوعات از آنها ساخته شده بود، اما اکثریت قریب به اتفاق DNA به‌دست‌آمده توسط افراد آلوده شده بود. این امر شناسایی DNA زن باستانی را دشوار می کرد.

برای غلبه بر مشکل آلودگی که توسط انسان پیش می آید، محققان بر روی موادی تمرکز کردند که با استفاده از دستکش و ماسک صورت حفاری شده بود و در کیسه های پلاستیکی تمیز با رسوبات هنوز به آن چسبانده پیدا شده بودند. سه آویز دندان از غار باچو کیرو در بلغارستان که محل زندگی قدیمی‌ترین انسان‌های مدرن در اروپا است، میزان بسیار پایین‌تری از آلودگی DNA مدرن را نشان دادند. با این حال، هیچ اثری از DNA زن باستانی در این نمونه ها وجود نداشت.

پیشرفت در این زمینه در نهایت توسط ماکسیم کوزلیکین و مایکل شونکوف، باستان شناسانی که در غار معروف دنیسوا در روسیه حفاری می کردند، امکان پذیر شد. در سال 2019، بدون اطلاع از روش جدید در حال توسعه در موسسه لایپزیگ، آنها به طور تمیز حفاری کردند و یک آویز دندان گوزن متعلق به عصر کهن را کشف کردند. از این طریق، ژنتیک دانان موسسه لایپزیگ نه تنها DNA خود حیوان که یک گوزن wapiti بود، بلکه مقادیر زیادی از DNA انسان باستانی را نیز جدا کردند. النا اسل می‌گوید: میزان DNA انسانی که ما از این آویز دندانی به دست آوردیم فوق‌العاده بود، تقریباً انگار از یک دندان انسان نمونه‌برداری کرده‌ایم.

بر اساس تجزیه و تحلیل DNA زن باستانی میتوکندری که در واقع بخش کوچکی از ژنوم است که به طور انحصاری از مادر به فرزندانشان به ارث می رسد، محققان به این نتیجه رسیدند که بیشتر DNA احتمالاً از یک انسان منفرد منشا گرفته است. آنها با استفاده از ژنوم گوزن wapiti و میتوکندری انسان توانستند سن آویز را بین 19000 تا 25000 سال تخمین بزنند، بدون اینکه کوچکترین آسیبی به این شی گرانبها برسانند.

علاوه بر DNA زن باستانی میتوکندریایی، محققان بخش قابل توجهی از ژنوم هسته ای صاحب این آویز را نیز بازیابی کردند. آنها بر اساس تعداد کروموزوم های X مشخص کردند که آویز توسط یک زن ساخته، استفاده یا پوشیده شده است.

آنها همچنین متوجه شدند که این زن از نظر ژنتیکی با افراد باستانی به‌اصطلاح «اوراسیاهای شمالی باستان» که بقایای اسکلت‌های آنها قبلاً مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته بود، مرتبط بود. دانشمندان اکنون امیدوارند که روش خود را برای بسیاری از اشیاء و زیورآلات دیگر ساخته شده از استخوان و دندان در عصر کهن به کار ببرند تا درباره اصل و نسب ژنتیکی و جنسیت افرادی که آن‌ها را ساخته، استفاده کرده یا می پوشیدند، بیشتر بدانند.