A nyomozós sorozatokban és filmekben, ahol a kriminológusok játsszák a főszerepet a cselekmény irányításában, gyakran láthatjuk, hogyan sikerült azonosítani a nyomokat hagyó személyt egy cigarettacsikke vagy az asztalra ragasztott rágógumi alapján. A való életben is sokat megtudhatsz róla egy rágógumiból, ami az ember szájában volt. Ma egy tanulmányt fogunk megvizsgálni, amelyben a Koppenhágai Egyetem tudósai ásatások során „rágógumit” fedeztek fel, amely körülbelül 5700 éves. Milyen információkat szerezhettek az emberekről a tudósok leletükből, kiről tudna még mesélni az ősi rágógumi, és hogyan befolyásolhatja ez a kutatás a jövőben a különféle betegségek elleni küzdelmet? Ezekre a kérdésekre a válaszok a tudósok jelentésében várnak ránk. Megy.
Kutatási alap
A tanulmány főszereplője a nyírfagyanta vagy a nyírkátrány. Ezt a barnásfekete anyagot úgy nyerik, hogy a nyírfa kéreg felső rétegét (nyírfakéreg) zárt edényben forralják. Ilyen körülmények között a melegítés oxigénhez való hozzáférés nélkül történik, pl. száraz desztilláció. A hevítés során a nyírfa kéreg kátrányrá alakul.
Az ókorban ezt a folyamatot agyagtartályokban, tűz fölött végezték. Akkoriban a kátrányt általában univerzális ragasztóként használták kőtermékek feldolgozására. Az ember által használt kátrány első régészeti leletei a paleolitikumból származnak.
Logikus, hogy a kátrányt úgymond „iparban” használták. A régészek azonban számos nyírgyantadarabon találtak fognyomokat. Miért rágták őseink a kátrányt? Ennek magyarázatára több elmélet is létezik. Először is, a kátrány lehűtve gyorsan megkeményedik, ezért a rágcsálás oka lehet a felmelegítés és a munkához szükséges lágyabbá tétele. Van egy elmélet, amely szerint a kátrányt azért rágták meg, hogy csökkentsék a szájüreg betegségei okozta fájdalmat, mivel a kátrányt fertőtlenítőnek tekintik, bár nagyon gyenge. Ezenkívül egyes kutatók úgy vélik, hogy ezek voltak a foghigiénia kezdetei, és a kátrány ősi fogkefeként működött. És a legviccesebb elmélet, de ezért nem értelmetlen, az élvezet. Az ókori emberek csak úgy rághatták a gyantát, i.e. minden jó ok nélkül.
Nyírgyanta készítés a gyakorlatban.
Sok spekuláció folyik az ókori emberek gyantarágásáról, de senki nem végzett sok kutatást, amely konkrét eredményeket adna. Ezért a Koppenhágai Egyetem tudósai úgy döntöttek, hogy elemzik a dél-dániai ásatások során talált lerágott gyantadarabot (1a). A minta vizsgálata kimutatta, hogy nemcsak emberi DNS-t tartalmazott, hanem mikrobiális DNS-t is, amely többet elárulhat a száj mikrobiómáról. DNS-t találtak olyan növényekből is, amelyeket nyilvánvalóan az ókori ember fogyasztott el, mielőtt megrágta volna a gyantát.
A DNS olyan jól megőrzött, hogy a tudósok boldogok, hogy sikerült izolálniuk a teljes emberi genomot. Ez a látszólag jelentéktelen tény valójában áttörést jelent a régészetben és a genetikában. A tény az, hogy egy ősi ember teljes genomját korábban kizárólag a maradványaiból (általában csontokból) lehetett megszerezni.
Kutatási eredmények
A „tárgyi bizonyítékok” kézhezvétele után a régészek lépésről lépésre megkezdték annak elemzését, hogy a legteljesebb információkat szerezzenek „gyanúsítottunkról”, aki nyírfagyantát rágott.
1. kép
A radiokarbon kormeghatározás, amelyet a 14C radioaktív izotóp mennyiségének a mintában a szén stabil izotópjaihoz viszonyított változtatásával végeznek, a gumi 5858 és 5661 év közöttinek találta.1b). Ez arra utal, hogy a minta a kora neolitikumból származik. Ezt az időszakot „új kőkorszaknak” is nevezik, mivel a kőtermékek összetettebbé váltak, megjelent a köszörülés és a lyukfúrás technológiája.
A Fourier-transzformációs infravörös spektroszkópiával (FTIR) végzett kémiai elemzés a modern nyírkátrányhoz nagyon hasonló spektrumot eredményezett. A GC/MS (gázkromatográfia/tömegspektrometria) kimutatta a betulin és lupeol triterpének jelenlétét, ami meglehetősen gyakori a nyírfából vett mintákban (1c). További megerősítés, hogy a minta nyírfa volt, az ugyanazon GC/MS által azonosított dikarbonsavak és telített zsírsavak nyomai.
Így a tudósok azt találták, hogy a minta 5858 és 5661 év közötti nyírfagyanta (korai neolitikum).
A következő lépés a DNS-szekvenálás volt, amely megközelítőleg 360 millió bázispáros DNS-szekvenciát hozott létre, amelyeknek csaknem egyharmada egyedileg illeszthető volt a humán referenciagenomhoz (hg19).
Az emberi DNS bázispáros szekvenciái az ókori emberek DNS-ében rejlő összes jellemzőt mutattak: meglehetősen rövid átlagos fragmentumok, gyakori jelenlét purinok* varratszakadásra és a látható pótlások gyakoriságának növekedésére citozin* (C) bekapcsolva timin* (T) a DNS-fragmensek 5′ végén.
purin* (C5N4H4) az imidazo[4,5-d]pirimidinek legegyszerűbb képviselője.
citozin* A (C4H5N3O) szerves vegyület, nitrogéntartalmú bázis, pirimidin-származék.
Timin* A (C5H6N2O2) egy pirimidin-származék, az öt nitrogéntartalmú bázis egyike.
Ezenkívül körülbelül 7.3 GB adatot generált a nem emberi szekvenciákról.
A minta körülbelül 30%-ban tartalmazott endogén humán DNS-t. Ez az ókori emberek jól megőrzött fogaihoz és csontjaihoz hasonlítható.
Az X és Y kromoszómáknak megfelelő párosított bázisok szekvenciái közötti kapcsolat alapján a tudósok meg tudták határozni az ősi ínyszerető - nő - nemét.
A haj, a szem és a bőr színének előrejelzése érdekében negyvenegy genotípust származtattak SNP*amelyek benne vannak a rendszerben .
SNP* (egy nukleotid polimorfizmus) - különbségek egy nukleotid méretű DNS-szekvenciájában ugyanazon faj képviselőinek genomjában vagy a homológ kromoszómák homológ régiói között.
Ez az elemzés kimutatta, hogy a nő sötét bőrű, sötétbarna hajú és kék szemű.
2. kép
A tudósok 593102 1000 SNP-t találtak a vizsgált genomban, amelyeket korábban genotipizáltak egy több mint 100 modern embert és több mint XNUMX korábban publikált ősi genomot tartalmazó adatbázisban.
A képen 2a a főkomponens elemzés eredményeit mutatjuk be. Az adatok dimenziócsökkentésének ez a módszere lehetővé tette számunkra annak megállapítását, hogy az ősi nő, akinek genomját vizsgálják, nagy valószínűséggel nyugati vadászó-gyűjtögető.W.H.G.). Összehasonlítás allélek* a modern emberek és egy ősi nő megerősítette tagságát egy megalapozott csoportban (2b).
Allélek* - ugyanazon gén különböző típusai, amelyek a homológ kromoszómák azonos régióiban találhatók. Az allélok határozzák meg egy adott tulajdonság fejlődési irányát.
Ezeket az eredményeket a qpAdm elemzés is megerősíti. Ez az elemzés azt mutatja, hogy egy egyszerű lineáris modell, amely 100%-ban WHG eredetet feltételez az ősi nő esetében, nem vethető el egy összetettebb modell javára (2s).
A mintában lévő nem humán szekvenciák taxonómiai összetételének általános jellemzésére a MetaPhlan2 eszközt használtuk, amelyet kifejezetten a kapott rövid szekvenciák taxonómiai profilálására fejlesztettek ki. shotgun módszer*.
Sörétes módszer* - a DNS hosszú szakaszainak szekvenálásának módszere, amikor a klónozott DNS-fragmensek véletlenszerű tömeges mintája lehetővé teszi az eredeti DNS-szekvencia visszaállítását.
3. kép
Az "origami"-n 3a egy főkomponens-elemzés eredményeit mutatja be, amely összehasonlítja a vizsgált minta mikrobiális összetételét és a Human Microbiome Project (HMP) 689 mikrobióma profilját. Klaszterezés volt a mintaadatok és a HMP-adatok között, ami azt jelenti, hogy nagyon hasonlóak voltak. Ez is látható rajta 3b, amely a gyanta mikrobiális összetételét mutatja két talajmintából (a gyűjtés ugyanott készült) és a modern ember mikrobiális összetételével összehasonlítva.
A mikrobiális összetétel részletesebb elemzése kimutatta a baktériumok jelenlétét Neisseria subflava и Rothia mucilaginosaÉs Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia и Treponema denticola. Emellett az Epstein-Barr vírus nyomait is kimutatták.
A csoportba tartozó streptococcusok több faja MitisBeleértve Streptococcus viridans и Streptococcus pneumoniae.
1. táblázat: A nyírkátrány-mintában talált összes nem humán taxon listája.
A konszenzus genomot bázispáros szekvenciákból rekonstruáltuk S. pneumoniae és a heterozigóta helyek számának becslése. Az eredmények több törzs jelenlétét mutatták (4. kép).
4. kép
A törzsek virulenciájának felmérése S. pneumoniaeAz ősi gyantából kivont tudósok a kontigokat (átfedő DNS-szakaszok sorozatát) a virulenciafaktorok teljes adatbázisával párosították, lehetővé téve számukra az ismert gének azonosítását. virulencia* S. pneumoniae.
Virulencia* — a törzs azon képességének mértéke, hogy megfertőzze a vizsgált szervezetet.
Az ősi mintában a S. pneumoniae 26 virulenciafaktorát azonosították, beleértve a tokpoliszacharidokat (CPS), a streptococcus enolázt (Eno) és a pneumococcus felszíni antigén A-t (PsaA).
Az ősgyanta minta elemzése két növényfaj nyomait is feltárta: a nyír (Betula pendula) és a mogyoró (Corylus avellana). Ezenkívül körülbelül 50000 XNUMX olyan szekvenciát fedeztek fel, amelyek a tőkés récével (Anas platyrhynchos, egy kacsafaj) rokonok voltak.
A tanulmány árnyalatainak részletesebb megismeréséhez javaslom, hogy tekintse meg и neki.
Epilógus
Ezt a tanulmányt joggal nevezhetjük egyedinek, tekintettel a megszerzett információ mennyiségére. Korábban egy ősi ember teljes genomját kizárólag a maradványaiból (csontjaiból és fogaiból) tudták helyreállítani, de ebben a munkában a tudósok rágott nyírfagyantából tudták megszerezni azt.
Megállapították, hogy az 5700 éves ősi gumit egy sötét bőrű, sötétbarna hajú és kék szemű nő rágta meg. Ez a megjelenési leírás ismét megerősíti, hogy a világosabb bőrpigmentáció Eurázsia nyugati részének lakóinál később kezdett megjelenni. Ráadásul az ilyen külső jellemzők összevethetők a nyugati vadászó-gyűjtögetők képviselőivel, amelyekben feltehetően az a nő is szerepelt, akinek a genomját a mintából nyerték.
A rágott gyanta tanulmányozásának előnye, hogy információt nyújt egy őskorú ember szájüregének mikrobiális összetételéről. Ez az elemzés többféle baktérium jelenlétét mutatta ki (Neisseria subflava, Rothia mucilaginosa, Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia и Treponema denticola). Ezenkívül az Epstein-Barr vírus nyomait is megtalálták, ami nem meglepő, tekintettel a vírus nagy elterjedtségére a modern emberek körében (a felnőtt lakosság 90-95% -a hordozója).
A csoportból több streptococcusfajt is találtak MitisBeleértve Streptococcus viridans и Streptococcus pneumoniae.
Ami az ókori nő gasztronómiai preferenciáit illeti, a nem emberi DNS-szekvenciák értékelése, amelyek szintén nem vírusokkal vagy baktériumokkal voltak kapcsolatban, nyírfa, mogyoró és tőkés réce nyomait találták. Feltételezhető, hogy ezek a növények és állatok képezték az akkori ókori nép táplálékának alapját. Jó eséllyel azonban ezeknek a növényeknek és állatoknak a DNS-e került a gyantába, mert az ősasszony nem sokkal a gyanta megrágása előtt fogyasztotta el őket. Más szóval, ez egy elszigetelt esemény lehet.
Miért kiváló forrása a gyanta az ősi emberi DNS-nek? Az a helyzet, hogy a rágás során a DNS-t aszeptikus és hidrofób tulajdonságai miatt „lezárják” gyantával és tárolják benne.
A jövőben a tudósok további talált minták elemzését tervezik, ami segít jobban megérteni az ókori emberek életét. Ezenkívül az ősi minták mikrobiális összetétele betekintést nyújt a szájüregi mikrobák és egyes kórokozók evolúciójába.
Mindazonáltal hihetetlen teljesítmény, ha ennyi információt gyűjtöttünk össze egy emberről egy darab lerágott gyantából, amelyet 5700 évvel ezelőtt köpött ki. Egyesek számára a múltból származó információk, különösen az olyan távoliak, nem fontosak. Valójában azonban minél többet tudunk őseinkről, annál jobban megértjük valódi énünket.
péntek off-top:
Videó arról, hogyan készül a rágógumi a modern világban.
Off-top 2.0:
Egy kis nosztalgia :)
Köszönöm, hogy megnézted, maradj kíváncsi és szép hétvégét mindenkinek! 🙂
Néhány hirdetés 🙂
Köszönjük, hogy velünk tartott. Tetszenek cikkeink? További érdekes tartalmakat szeretne látni? Támogass minket rendeléssel vagy ajánlj ismerőseidnek, , a belépő szintű szerverek egyedülálló analógja, amelyet mi találtunk ki Önnek: (RAID1 és RAID10, akár 24 maggal és akár 40 GB DDR4-gyel is elérhető).
A Dell R730xd kétszer olcsóbb az amszterdami Equinix Tier IV adatközpontban? Csak itt Hollandiában! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2 Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - 99 dollártól! Olvasni valamiről
Forrás: will.com