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古DNA研究概览

2021-09-10刘雅琳

科学 2021年1期

刘雅琳

DNA是绝大多数生物的遗传信息载体,能从分子层面反映生物个体之间的差异。通过深度挖掘古代材料中的DNA信息,可以了解生物群体的历史演变情况,也能探究生物类群之间的系统进化关系。但由于古DNA难以长久保存,内源DNA含量低(获得的DNA绝大部分是外源的微生物DNA),且容易受到污染(主要指出土后现在生活人的接触造成的污染),所以从化石中获取属于研究对象的内源古DNA并进行深入分析研究非常困难。但也存在极个别由于保存环境理想,样本可能保留了微量内源DNA的情况,这些材料给研究古DNA提供了机会。随着技术手段的不断提高,科学家已能从这些保存良好的材料中获取极微量的古DNA片段。再利用生物信息学技术,将高度破碎化的DNA片段信息进行拼接,从而获得古代样本中的遗传信息,使我们能够回溯到样本生存的年代,以更广阔的视角来分析人、动植物,甚至于微生物的遗传历史。

古DNA研究简史

分子克隆技术、聚合酶链反应(PCR)技术相继诞生之后,很快被引入古DNA研究中,许多学者试图从博物馆样本、洞穴沉积物和永久冻土保存的古代动植物,以及古人类材料中获取DNA。1984年,希古奇(R. Higuchi)等获取了已灭绝动物斑驴的线粒体DNA序列片段,这是国际公认的古DNA研究开端[1]。然而,由于当时的技术和对古DNA特征认识的不足,早期研究中获得的古DNA大多是来自外界的污染,且大部分结果不可重复。探索过程中,科学家逐渐积累了经验,不断改进实验技术,为后来的研究发展奠定了基础。……

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