Секвенированы геномы человека, волка и быка из отложений возрастом 25 тысяч лет

Раньше по древней ДНК из осадочных отложений можно было только сделать заключение о присутствии определенного вида. Международная группа ученых исследовала осадочные породы из пещеры Сацурблия (Грузия), относящиеся к верхнему палеолиту, и получила сиквенсы ядерных и митохондриальных геномов человека, а также волков, быков и баранов. Исследователи смогли сделать выводы о предках и истории древнего человека и животных, не имея на руках образцов костей.

Credit:

Anna Belfer-Cohen | Пресс-релиз

Анализ древней ДНК из осадочных отложений может подтвердить присутствие определенного вида. Но пока генетический материал, полученный из подобных источников, не может сравниться по информативности с материалом из древних костей. Международная группа ученых исследовала отложения пещеры Сацурблия (Грузия), относящиеся к верхнему палеолиту. Исследователям удалось секвенировать ядерные и митохондриальные геномы, принадлежащие древнему человеку и животным, а также получить информацию об их происхождении. Ядерный геномы были секвенированы с низким покрытием, а митохондриальные геномы с высоким.

Для пещеры Сацурблия характерна постоянная низкая температура и низкая кислотность, что способствует сохранению ДНК. Ученые собрали шесть образцов из разных слоев: А (до максимума последнего оледенения) и В (до и после максимума последнего оледенения). Образцы секвенировали. В одном из образцов, SAT16 LS29 (SAT29), из слоя BIII (25,4–24,5 тысяч лет назад) обнаружили ДНК человека и других млекопитающих. Образец проанализировали подробнее.

Всего было получено 4 956 676 прочтений. Из них 48,0% относились к роду Canis, 36,5% — к роду Bos, 13,5% — к роду Homo, 2,1% — к роду Ovis. Геном человека из образца SAT29 был очень схож с геномом, полученным в пещере Дзудзуана (индивид Dzudzuana2). Этот древний человек генетически был ближе к современным людям из Северной и Западной Европы, чем из Центральной и Южной Азии. Человеческий образец содержал приблизительно 1% ДНК неандертальцев.

Также было получено 4 953 прочтения митохондриальной ДНК человека (пятнадцатикратное покрытие). Образец относился к митохондриальной гаплогруппе N, как и Dzudzuana3.

При анализе генетической информации представителей рода Canis из образца SAT29 ученые показали, что их предок отделился от общего предка современных волков и собак до их разделения. Анализ митохондриальной ДНК показал, что представители рода Canis из образца SAT29 и древние волки из пещеры Агиту (Армения) находятся на одной ветке филогенетического древа, ныне, по-видимому, вымершей.

По митохондриальной ДНК авторы работы оценили средний возраст человеческого образца (38 815–48 243 года назад) и образца древнего волка (22 991–31 416 лет назад). Образцы человека старше, однако их 95%-ные доверительные интервалы пересекаются.

Анализ показал большее сходство представителей рода Bos с европейским зубром (Bison bonasus) из Польши и с Кавказа, чем с американским бизоном. Также образец SAT29 содержал сиквенсы, принадлежащие представителям рода Ovis, которые, однако, не кластеризовались ни с одним современным видом овец.

Также авторы исследования показали, что человеческая ДНК принадлежала одному индивиду или людям с одним митохондриальным гаплотипом. Данные говорят о том, что это была женщина, и ДНК попала в отложения пещеры из кости.

Таким образом, ученым удалось получить информацию о предках и истории популяций млекопитающих, живших на Кавказе около 25 тысяч лет назад, и все это — в отсутствие образцов костей. Это говорит о том, что ДНК из осадочных отложений — ценный альтернативный источник генетической информации.

Источник

Gelabert P., et al. // Genome-scale sequencing and analysis of human, wolf, and bison DNA from 25,000-year-old sediment // Current Biology (2021), published July 12, 2021, DOI: 10.1016/j.cub.2021.06.023

Добавить в избранное

Вам будет интересно