德國科學家首次提取並解析古埃及木乃伊基因組—新聞—科學網

2020-12-01 科學網

 

古埃及木乃伊保存著已逝者的很多細節：面部特徵、疾病跡象，甚至是紋身。但它似乎沒有保存DNA。經過反覆提取DNA之後，很多科學家認為或許炙熱的沙漠氣候或是木乃伊製作過程中使用的化學物質在很久之前就破壞了所有的基因材料。現在，一個古DNA專家團隊對90具古埃及木乃伊成功進行了基因組測序。這些改變遊戲的結果讓科學家首次洞察到古埃及普通人的基因組，令人驚奇的是，經過多個世紀的徵服後它們的改變依然非常少。

此次成功測序結果近日發表於《自然—通訊》。義大利博爾扎諾木乃伊研究所的古生物古人類學家Albert Zink說：「它最終向所有人證明，古埃及木乃伊中保存了DNA。」他曾參與2010年從16具埃及皇家木乃伊中鑑定DNA序列的研究，其中包括古埃及法老圖坦卡門。但那次研究採用了聚合酶鏈反應，該方法能夠有效地發現和提取目標DNA片段，但卻不能總那麼可靠地區分古DNA和現代汙染。

這項新研究由德國耶拿馬普學會人類科學歷史研究所遺傳學家Johannes Krause帶領，採用下一代測序方法讀取樣本中呈現的任何DNA片段，並提取出那些類似人類DNA的片段。完整序列讓該團隊發現與古DNA相關的有蛛絲馬跡的損傷模式。這讓新分析更加可靠，丹麥哥本哈根大學古DNA研究專家Hannes Schroeder說，「此前對古埃及木乃伊的研究或是失敗，或是不足，它卻成功了。」

Krause曾研究過尼安德特人、丹尼索瓦人和史前遷徙到歐洲的人類的DNA，由於被古埃及帝國動蕩的政治歷史所吸引，他開始研究古埃及木乃伊。在不同時期，它曾被來自近東的亞述人、來自尼羅河沿線南方的努比亞人徵服，此外還有波斯人、希臘人、羅馬人等。「我們的問題是，這些國外徵服者有遺傳影響嗎？」Krause說。

Krause轉向了在尼羅河沿線開羅南部約100公裡的古代定居地點Abusir el-Meleq收集的151個木乃伊頭部藏品。該定居點是向「死亡之神」歐西裡斯致敬的地方，所以數百年來它一直是一個受歡迎的埋葬點。那些木乃伊頭部在20世紀初被出土（並從其軀幹上移走），現在分別位於德國的兩個地方——圖賓根大學和柏林史前及早期歷史博物館。放射性碳測定年代法表明，這些木乃伊跨越了1300年的古埃及歷史，經歷了很多國外徵服，接著埃及首先被併入希臘，隨後又被併入羅馬帝國。

儘管木乃伊的軟組織中幾乎沒有包含任何DNA，但其骨骼和牙齒卻充滿了基因物質。其中有90個木乃伊存在一度曾停留在線粒體（細胞的能量加工廠）內的DNA。線粒體僅攜帶少量基因，但它們是如此豐富，通常比單個細胞核中的一個完整人類基因組更容易發現他們的DNA。此外，由於線粒體會從母親傳遞給孩子，它會略去父親的DNA。包含雙親DNA的核基因組信息量則更大。Krause說，不幸的是，僅有少量木乃伊的核基因組被完好保存下來，而能夠通過他嚴格汙染檢測的核基因組就更少。他的團隊最終僅獲得3個木乃伊的核基因組樣本，每個樣本都來自不同的時間期限。

Krause的團隊將這些木乃伊的線粒體和核DNA與近東和非洲的古代和現代人群進行了對比，他們發現古埃及人極為接近古代和現代近東人群，特別是那些位於黎凡特的人群。此外，即便在不同的軍事力量徵服古埃及帝國時，這些木乃伊的遺傳學特徵仍表現出驚人的一致性。埃及博物館古DNA實驗室創始人、開羅國家研究中心分子遺傳學家Yehia Gad說，很有可能線粒體基因組沒有記錄國外父親的遺傳特徵。但Krause指出，3個擁有核基因組數據的木乃伊還顯示出明顯的基因一致性。

然而，此後的確有一些事物改變了埃及人的基因組。儘管木乃伊幾乎沒有包含來自撒哈拉以南非洲的DNA，約有15%至20%的現代埃及人線粒體DNA則反映了撒哈拉以南非洲祖先特徵。他推測尼羅河沿線貿易的增加，包括奴隸貿易或是中世紀時期伊斯蘭教的傳播，可能加強了非洲北部和撒哈拉以南非洲的接觸。

美國波士頓哈佛大學醫學院遺傳學家、研究古代人群如何以及何時混合在一起的Iosif Lazaridis稱，新研究結果「是一個巨大的成就」。但他想知道Abusir el-Meleq遺址對於整個古埃及代表性有多高。「埃及是一個遼闊的國家。」他說。其他地區經歷的徵服方式可能有所不同，一些地方可能擁有更多的基因融合。Lazaridis希望看到更多啟示。「現在已經證實了從木乃伊中提取DNA樣本是可行的。實際上，我們有數千個木乃伊。」他說。（晉楠編譯）

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