科学家利用毛发对猛犸象DNA测序(图)

 

　　新浪科技讯 北京时间9月28日消息，据国外媒体报道，美国宾夕法尼亚大学的Stephan C. Schuster和 Webb Miller与丹麦哥本哈根的Thomas Gilbert领导一支研究队伍，近日成功完成了对猛犸象的线粒体基因组测序。这一成果显示已灭绝动物的毛发、指甲等含角蛋白部分可较完整地保存古生物的DNA，比骨骼和肌肉更理想。

　　该项研究也为完成整个猛犸象基因组测序奠定了基础。研究报告及猛犸象的线粒体基因组测序结果发表在9月28日出版的《自然》杂志上。

　　Schuster、 Miller及Gilbert领导的研究组从10头西伯利亚出土的猛犸象身上获得了毛发标本， 这些猛犸象的死亡时间从1.2万年到5万年前，跨度达3.8万年。在这以前，学界仅出版过七种已灭绝动物的线粒体基因组：四种鸟类、两种猛犸象、一种乳齿象。用于研究的猛犸象毛发样本中，最早的已经有5

万年历史了。其中一个样本来自1799年发现的“亚当斯猛犸象”，它是植物学家迈克尔-亚当斯于1804-1806年间从永冻土中挖出来的，这头猛犸象大约在3.6万年前死亡。亚当斯猛犸象从永冻土中挖出来以后在一家俄罗斯博物馆已经室温保存200年，研究组仅靠从其身上获取的0.2克毛发样本就完成了完整的线粒体DNA分析。

　　对于为什么从毛发中而不是传统的骨骼或肌肉中获取已灭绝动物的遗传物质，Schuster解释说：“骨骼和肌肉中的DNA容易破碎、降解，并被其它来源的遗传物质(如来自微生物的)所污染，从而大大降低其科研价值，仅在极特殊的保存条件下才有可能获得可恢复且未被污染的DNA，并且利用从骨骼或肌肉获得的DNA分析工作量往往很大，进展漫长，有的单项研究就要花费6年时间。而我们从毛发中获得DNA后，仅用了五分钟就完成了整个线粒体基因组的测序”。

　　Gilbert 介绍了从毛发中获得已灭绝动物遗传物质的优势：“我们意识到毛发中的角蛋白可保护其DNA免受外界侵蚀，从而相当程度上避免骨骼、肌肉等组织中出现的DNA信息混杂、破损或遗失现象”。而且，毛发上的环境污染物很容易清理掉(如微生物)，即便将毛发放进溶液中清除其它微生物的DNA后，毛发本身所带的遗传物质不受损失。Miller进一步解释道： “当人们想到从毛发中获取DNA时，通常会认为最好从发根获得遗传物质，因为发根处有可辨识的细胞，而认为发干是没有生机的。然而，我们现在知道发干主要部分就是一种生物学塑料包裹着的DNA，有这层生物学塑料包裹着，里面的DNA遗传物质才很少会损伤，并很容易将其它微生物的遗传信息分离出去。此外，发干里的线粒体DNA十分丰富，而线粒体DNA常用来预测一个种群的遗传多样性”。

　　这种通过毛发获得已灭绝动物遗传物质的新方法还可帮助研究人员研究其它已灭绝物种的基因以及来自不同种群的几个动物的遗传学关系。Schuster 表示，我们准备用毛发及其它含角蛋白的身体部分(如指甲、角)，来破解已灭绝古生物的秘密，并进一步科学地推测出它们是怎样灭绝的。

　　这项研究还可能引发古基因学(paleogenomics)领域的突破。一直以来，在对古生物进行DNA测序时面临的一个重大挑战就是很难找到未损坏和未污染的古生物的遗传物质以及能够产生足够长且精确的基因测序技术。而现在，利用发现的这种高效获取古生物遗传物质的新途径和成熟的454测序法，古生物研究将进入真正的古基因学分析时代。Schuster 表达了他对古基因学前景的期盼：“我们希望有机会可以对查尔斯-达尔文, 等大师所收集的已灭绝物种的标本进行古基因学分析，我们甚至可以预测，在不久的将来，世界各地的博物馆将为已灭绝的物种加上基因组的分析说明”。(辛良生)

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