Gammel-DNA

Gammel-DNA (a-DNA, a = eng. ancient) består av korte DNA-fragmenter fra gamle bein- og planterester som over tid blir er utsatt for nedbrytning kjemisk skade, og blir anvendt innen evolusjonsbiologi, paleonoologi, antropologi og arkeologi.

DNA er forbausende stabilt sammenlignet med RNA som brytes lett ned av RNaser som er allestedsnærværende. Nedbrytningsprosesser av DNA er fragmentering i mindre biter, samt deaminering og oksidasjoner. Med amplifisering av gener med PCR og moderne neste generasjons sekvenseringsteknikker er det mulig å sekvensere samtidig millioner av loci fra ultrakorte DNA-fragmenter. Det er isolert gammel-DNA fra mummifisert materiale, organismerester i permafrost, frø, herbariemateriale, mineralisert pollen, fjær, eggeskall, ved, muslingskall, koprolitter med fossilert avføring (paleofeces), og kalsifiserte tannplakk (l. calculus - småstein). Et av de største problemene med isolering av arkaisk gammel-DNA er nedbrytning av molekylet gjennom tusenvis av år og kontaminering (forurensning) fra eksogent genetisk materiale fra mikroorganismer, sopp, dyr og mennesker.  Ekstraksjon, autenitisering og bestemmelse av ekthet av gammel-DNA krever spesielle laboratorier med overtrykk som hindrer innsug og filtrert luft, luftsluser ved inngangen til laboratoriet, UV-bestråling og blekemidler til rens av overflater.

En måte å estimere kontaminering er ved bruk av mitokondrie DNA (mt-DNA) som finnes i større mengder enn DNA fra cellelkjernen. Korte DNA-fragmenter ble i 1984 ekstrahert fra muskler fra museumseksmplerer fra en utdødd sebraart Quagga  og deretter sekvensert. Det er nå mulig foreta DNA-analyse av utdødde dyr og mennesker som levde for opptil 600000 år siden. Studier av gammel-DNA fra dentin i tenner og beinrester fra hominidene har vist en demografisk historie om det moderne menneske, neanderthalere og denisovanere. Det finnes nå store samlinger enkelttrådet DNA-bibliotek for menneskeaper og menneskearter.  

 Svensk Svante Pääbo som fikk nobelprisen i medisin eller fysiologi i 2022 har brukt gammel-DNA i undersøkelse av familietreet til menneskene,  denisovanere og våre nærmeste slektninger neanderthalere. Med studiet av holobiomet og disse metodene er det blitt mulig å følge menneskets utviklingshistorie med overgang fra jegere og samlere til husdyr- og landbruk, domestisering, spredning av virussykdommer. Hologenomet er samlingen av alle DNA-fragmentene som inngår organismens genom og mikrobiom undersøkt med metagenomanalyse.

Litteratur

Slatkin M & Racimo F: Ancient DNA and human history. PNAS 113 (23) (2016) 6380-6387, doi.org/10.1073/pnas.1524306113

Tilbake til hovedside

Publisert 14. okt. 2022 11:25 - Sist endret 14. okt. 2022 11:25