Detektyviniuose serialuose ir filmuose, kur pagrindinį siužeto varymo vaidmenį atlieka kriminalistai, dažnai galima pamatyti, kaip šiuos pėdsakus palikęs asmuo buvo sėkmingai atpažintas pagal cigaretės užpakalį ar prie stalo prilipusią kramtomąją gumą. Realiame gyvenime taip pat galite daug sužinoti apie jį kramtydami gumą, kuri buvo žmogaus burnoje. Šiandien pažvelgsime į tyrimą, kurio metu Kopenhagos universiteto mokslininkai kasinėdami atrado „kramtomąją gumą“, kuri yra maždaug 5700 metų senumo. Kokios informacijos apie žmones mokslininkai galėtų gauti iš savo radinio, apie ką dar galėtų papasakoti senovės kramtomoji guma ir kaip šis tyrimas galėtų paveikti kovą su įvairiomis ligomis ateityje? Atsakymų į šiuos klausimus mūsų laukia mokslininkų ataskaitoje. Eik.
Tyrimo pagrindas
Pagrindinis šio tyrimo veikėjas – beržo sakai arba beržo derva. Ši rusvai juoda medžiaga gaunama verdant viršutinį beržo žievės sluoksnį (beržo žievę) uždarame inde. Esant tokioms sąlygoms, kaitinimas vyksta nepasiekus deguonies, t.y. sausas distiliavimas. Kaitinimo metu beržo žievė virsta derva.
Senovėje šis procesas buvo atliekamas moliniuose induose virš ugnies. Tais laikais derva dažniausiai buvo naudojama akmens gaminiams apdirbti kaip universalūs klijai. Pirmieji archeologiniai deguto radiniai, kuriuos naudojo žmonės, datuojami paleolito laikotarpiu.
Logiška, kad derva buvo naudojama taip sakant „pramonėje“. Tačiau archeologai ant daugelio beržo sakų gabalėlių aptiko dantų pėdsakų. Kodėl mūsų protėviai kramtė degutą? Tai paaiškina kelios teorijos. Pirma, derva greitai sukietėja atvėsusi, todėl ją kramtant gali kilti noras ją sušildyti ir padaryti minkštesnę darbui. Egzistuoja teorija, teigianti, kad derva buvo kramtoma siekiant sumažinti skausmą, kurį sukelia burnos ertmės ligos, nes derva yra laikoma antiseptiku, nors ir labai silpnu. Taip pat kai kurie tyrinėtojai mano, kad tai buvo dantų higienos užuomazgos, o derva veikė kaip senovinis dantų šepetėlis. O pati juokingiausia, bet todėl ne beprasmė teorija – malonumas. Senovės žmonės dervą galėjo kramtyti kaip tik taip, t.y. be jokios svarios priežasties.
Beržo dervos gaminimas praktiškai.
Senovės žmonės daug spėlioja sakų kramtymo tema, tačiau niekas neatliko daug tyrimų, kurie duotų konkrečių rezultatų. Todėl Kopenhagos universiteto mokslininkai nusprendė išanalizuoti kramtytos dervos gabalėlį, rastą per kasinėjimus pietų Danijoje (1). Mėginio tyrimas parodė, kad jame yra ne tik žmogaus DNR, bet ir mikrobų DNR, galinčios daugiau pasakyti apie burnos mikrobiomą. DNR taip pat buvo rasta iš augalų, kuriuos, matyt, vartojo senovės žmogus prieš kramtydamas dervą.
DNR yra taip gerai išsaugota, kad mokslininkai džiaugiasi, kad jiems pavyko išskirti visą žmogaus genomą. Šis iš pažiūros nereikšmingas faktas iš tikrųjų yra archeologijos ir genetikos proveržis. Faktas yra tas, kad visą senovės žmogaus genomą anksčiau buvo galima gauti tik iš jo palaikų (dažniausiai kaulų).
Tyrimo rezultatai
Gavę „materialinius įrodymus“, archeologai pradėjo laipsnišką jų analizę, kad gautų kuo išsamesnę informaciją apie mūsų „įtariamąjį“, kuris kramtė beržo dervą.
1 vaizdas
Radioaktyviosios anglies datavimas, kuris atliekamas keičiant radioaktyvaus izotopo 14C kiekį mėginyje, palyginti su stabiliais anglies izotopais, nustatė, kad derva yra nuo 5858 5661 iki XNUMX XNUMX metų.1b). Tai rodo, kad pavyzdys datuojamas ankstyvojo neolito laikotarpiu. Šis laikotarpis dar vadinamas „naujuoju akmens amžiumi“, nes akmens gaminiai tapo sudėtingesni, atsirado šlifavimo ir skylių gręžimo technologija.
Cheminė analizė naudojant Furjė transformacijos infraraudonųjų spindulių spektroskopiją (FTIR) davė spektrą, labai panašų į šiuolaikinės beržo dervos spektrą. GC/MS (dujų chromatografija/masių spektrometrija) atskleidė triterpenų betulino ir lupeolio buvimą, o tai gana įprasta mėginiuose, paimtuose iš beržo (1c). Papildomas patvirtinimas, kad mėginys buvo beržas, buvo dikarboksirūgščių ir sočiųjų riebalų rūgščių pėdsakai, nustatyti pagal tą patį GC/MS.
Taigi mokslininkai nustatė, kad mėginys yra beržo sakai, kurių amžius nuo 5858 iki 5661 metų (ankstyvasis neolitas).
Kitas žingsnis buvo DNR sekos nustatymas, kurio metu buvo sukurta maždaug 360 milijonų bazių porų DNR sekų, iš kurių beveik trečdalis gali būti unikaliai suderintos su žmogaus etaloniniu genomu (hg19).
Suporuotos žmogaus DNR sekos parodė visus senovės žmonių DNR bruožus: gana trumpą vidutinį fragmentų ilgį, dažną buvimą. purinai* iki siūlės plyšimo ir dažnesnio matomų pakaitalų citozinas* (C) įjungta timinas* (T) DNR fragmentų 5′ galuose.
purinas* (C5N4H4) yra paprasčiausias imidazo[4,5-d]pirimidinų atstovas.
Citozinas* (C4H5N3O) yra organinis junginys, azoto bazė, pirimidino darinys.
Timinas* (C5H6N2O2) yra pirimidino darinys, viena iš penkių azoto bazių.
Taip pat buvo sukurta apie 7.3 GB duomenų apie ne žmogaus sekas.
Mėginyje buvo apie 30% endogeninės žmogaus DNR. Tai galima palyginti su gerai išsilaikiusiais senovės žmonių dantimis ir kaulais.
Remdamiesi X ir Y chromosomas atitinkančių suporuotų bazių sekų ryšiu, mokslininkams pavyko nustatyti senovės dantenų mylėtojos lytį – moterį.
Siekiant numatyti plaukų, akių ir odos spalvą, keturiasdešimt vieno genotipai buvo išvesti SNP*kurie yra įtraukti į sistemą .
SNP* (vieno nukleotido polimorfizmas) - vieno nukleotido dydžio DNR sekos skirtumai tos pačios rūšies atstovų genome arba tarp homologinių homologinių chromosomų sričių.
Ši analizė parodė, kad moteris buvo tamsiaodė, tamsiai rudi plaukai ir mėlynos akys.
2 vaizdas
Mokslininkai tiriamame genome rado 593102 1000 SNP, kurie anksčiau buvo genotipuoti > 100 šiuolaikinių žmonių ir > XNUMX anksčiau paskelbtų senovės genomų duomenų bazėje.
Vaizde 2 parodyti pagrindinių komponentų analizės rezultatai. Šis duomenų matmenų mažinimo metodas leido mums nustatyti, kad senovės moteris, kurios genomas yra tiriamas, greičiausiai yra Vakarų medžiotojas-rinkėjas (W.H.G.). Palyginimas aleliai* šiuolaikiniai žmonės ir senovės moteris patvirtino savo narystę nusistovėjusioje grupėje (2b).
Aleliai* - skirtingi to paties geno tipai, esantys tuose pačiuose homologinių chromosomų regionuose. Aleliai nustato tam tikros savybės vystymosi kryptį.
Šiuos rezultatus taip pat patvirtina qpAdm analizė. Ši analizė rodo, kad paprasto linijinio modelio, kuris daro prielaidą, kad senovės moters 100% WHG kilmė, negalima atmesti sudėtingesnio modelio naudai (2-ieji).
Norint plačiai apibūdinti pavyzdyje esančių ne žmogaus sekų taksonominę sudėtį, buvo naudojamas MetaPhlan2 – įrankis, specialiai sukurtas gautų trumpų sekų taksonominiam profiliavimui. šautuvo metodas*.
Šautuvo metodas* - ilgų DNR sekcijų sekvenavimo metodas, kai atsitiktinai masinis klonuotų DNR fragmentų mėginys leidžia atkurti pradinę DNR seką.
3 vaizdas
„origami“ 3 parodyta pagrindinių komponentų analizės rezultatai, lyginant tiriamojo mėginio mikrobų sudėtį ir 689 mikrobiomų profilius iš žmogaus mikrobiomo projekto (HMP). Tarp imties duomenų ir HMP duomenų buvo grupuotė, o tai reiškia, kad jie buvo labai panašūs. Tai taip pat matoma 3b, kuriame parodyta dervos mikrobinė sudėtis, palyginti su ta pačia iš dviejų dirvožemio mėginių (rinkimas buvo atliktas toje pačioje vietoje) ir lyginant su šiuolaikinių žmonių mikrobų sudėtimi.
Išsamesnė mikrobų sudėties analizė parodė bakterijų buvimą Neisseria subflava и Rothia mucilaginosaIr Porphyromonas gingivalis, Tannerella forzitija и Treponema denticola. Be to, buvo aptikta Epstein-Barr viruso pėdsakų.
Keletas streptokokų rūšių, priklausančių grupei MitisĮskaitant Streptococcus viridans и Streptococcus pneumoniae.
1 lentelė: Visų beržo deguto mėginyje rastų ne žmogaus taksonų sąrašas.
Konsensuso genomas buvo rekonstruotas iš bazinių porų sekų S. pneumoniae ir heterozigotinių vietų skaičiaus įvertinimas. Rezultatai parodė, kad yra keletas padermių (4 pav.).
4 vaizdas
Padermių virulentiškumui įvertinti S. pneumoniaeišgauti iš senovės dervos, mokslininkai suderino kontigus (persidengiančių DNR segmentų rinkinį) su visa virulentiškumo faktorių duomenų baze, leidžiančia identifikuoti žinomus genus. virulentiškumas* S. pneumoniae.
Virulentiškumas* — padermės gebėjimo užkrėsti tiriamą organizmą laipsnis.
Senoviniame mėginyje buvo nustatyti 26 S. pneumoniae virulentiškumo veiksniai, įskaitant kapsulinius polisacharidus (CPS), streptokokinę enolazę (Eno) ir pneumokokinį paviršinį antigeną A (PsaA).
Senovinės dervos mėginio analizė taip pat atskleidė dviejų augalų rūšių pėdsakų: beržo (Betula pendula) ir lazdyno riešuto (Corylus avellana). Be to, buvo aptikta apie 50000 XNUMX sekų, susijusių su didžiąja antis (Anas platyrhynchos, ančių rūšis).
Išsamiau susipažinti su tyrimo niuansais rekomenduoju pažiūrėti и jam.
Epilogas
Šis tyrimas pagrįstai gali būti vadinamas unikaliu, atsižvelgiant į gautos informacijos kiekį. Anksčiau visą senovės žmogaus genomą buvo galima atkurti tik iš jo palaikų (kaulų ir dantų), tačiau šiame darbe mokslininkams pavyko jį gauti iš kramtomų beržo sakų.
Jie nustatė, kad senovinę 5700 metų gumą kramtė tamsios odos, tamsiai rudų plaukų ir mėlynų akių moteris. Šis išvaizdos aprašymas dar kartą patvirtina, kad šviesesnė odos pigmentacija tarp vakarinės Eurazijos dalies gyventojų pradėjo ryškėti vėliau. Be to, tokias išorines savybes galima palyginti su Vakarų medžiotojų rinkėjų, tarp kurių, kaip spėjama, buvo ir moteris, kurios genomas buvo gautas iš mėginio, atstovų.
Kramtomosios dervos tyrimo pranašumas yra tas, kad ji suteikia informacijos apie senovės žmogaus burnos ertmės mikrobų sudėtį. Ši analizė parodė kelių tipų bakterijų buvimą (Neisseria subflava, Rothia mucilaginosa, Porphyromonas gingivalis, Tannerella forzitija и Treponema denticola). Be to, buvo rasta Epstein-Barr viruso pėdsakų, o tai nenuostabu, turint omenyje didelį šio viruso paplitimą tarp šiuolaikinių žmonių (90-95% suaugusių gyventojų yra jo nešiotojai).
Taip pat buvo rasta keletas streptokokų rūšių iš grupės MitisĮskaitant Streptococcus viridans и Streptococcus pneumoniae.
Kalbant apie senovės moters gastronomines nuostatas, vertinant ne žmogaus DNR sekas, kurios taip pat nebuvo susijusios su virusais ar bakterijomis, rasta beržo, lazdyno riešutų ir didžiųjų ančių pėdsakų. Galima daryti prielaidą, kad šie augalai ir gyvūnai buvo to laikotarpio senovės žmonių maisto pagrindas. Tačiau yra didelė tikimybė, kad šių augalų ir gyvūnų DNR pateko į dervą, nes senovės moteris juos suvartojo prieš pat kramtydama dervą. Kitaip tariant, tai gali būti pavienis įvykis.
Kodėl derva yra puikus senovės žmogaus DNR šaltinis? Reikalas tas, kad kramtymo metu DNR „užsandarinama“ derva ir joje saugoma dėl savo aseptinių ir hidrofobinių savybių.
Ateityje mokslininkai planuoja išanalizuoti ir kitus rastus mėginius, kurie padės toliau suprasti senovės žmonių gyvenimą. Be to, senovės mėginių mikrobų sudėtis leidžia suprasti burnos mikrobų ir kai kurių patogenų raidą.
Nepaisant to, surinkti tiek daug informacijos apie žmogų iš sukramtytos dervos gabalo, kurį jis išspjovė prieš 5700 metų, yra neįtikėtinas pasiekimas. Kai kuriems praeities, ypač tokios tolimos, informacija nėra svarbi. Tačiau iš tikrųjų kuo daugiau žinome apie savo protėvius, tuo geriau suprantame savo tikrąjį save.
Penktadienio laisvalaikis:
Vaizdo įrašas apie tai, kaip šiuolaikiniame pasaulyje gaminama kramtomoji guma.
Nepriklausomai nuo 2.0:
Šiek tiek nostalgijos :)
Ačiū, kad skaitėte, būkite smalsūs ir gero savaitgalio vaikinai! 🙂
Kai kurie skelbimai 🙂
Dėkojame, kad likote su mumis. Ar jums patinka mūsų straipsniai? Norite pamatyti įdomesnio turinio? Palaikykite mus pateikdami užsakymą ar rekomenduodami draugams, , unikalus pradinio lygio serverių analogas, kurį mes sugalvojome jums: (galima su RAID1 ir RAID10, iki 24 branduolių ir iki 40 GB DDR4).
„Dell R730xd“ 2 kartus pigiau „Equinix Tier IV“ duomenų centre Amsterdame? Tik čia Olandijoje! „Dell R420“ – 2 x E5-2430 2.2 GHz 6C 128 GB DDR3 2 x 960 GB SSD 1 Gbps 100 TB – nuo 99 USD! Skaityti apie
Šaltinis: www.habr.com