“捕获技术”帮助研究者分析 49000 年前的古老DNA
“捕获技术”帮助研究者分析 49000 年前的古老DNA进而了解现代人与尼安德特人的异同点
2010 年 5 月 6 日，加利福尼亚州圣克拉拉市，德国莱比锡城，纽约冷泉港—来自马普研究所(MPI)、冷泉港实验室(CSHL)、安捷伦科技公司(纽约证交所：A)以及其它国际著名机构的研究表明，DNA 靶向序列捕获技术在很大程度上帮助实现了对古代尼安德特人 DNA 的测序，为深入了解这些古人类提供了崭新的视野。
本方法发表于 2010 年 5 月 7 日出版的《科学》杂志上，采用两轮“靶向序列捕获”步骤对珍稀骨样品中的古代 DNA 进行富集，以便进行测序。全文“Targeted Investigation of the Neandertal Genome by Array-Based Sequence Capture(利用基于芯片的序列捕获技术对尼安德特人的基因组进行靶向研究)”可从 www.sciencemag.org 上获得。
“研究尼安德特人与现代人之间的联系具有重大意义，”来自 MPI 的资深作者 Svante Paabo 说道，‘我们的祖先是否与尼安德特人进行了异种交配?’，还有我们的基因组与尼安德特人基因组有哪些区别，类似这样的问题都很有意思。由于尼安德特人是现代人的近亲，因此通过将我们的基因组与尼安德特人的基因组进行比较，就能找出我们区别于地球上其它所有生物的基因特征。”
“使用安捷伦的 DNA 芯片捕获技术，我们能够针对尼安德特人基因组中在人类进化谱系中出现分化的蛋白质编码相应区域进行富集，富集率高达 190,000 倍，”论文主要作者之一，MPI 的 Hernan Burbano 说道， “测序结果覆盖96%的目标区域，而且平均测序深度达到 5 倍。”
“多年以来，由于微生物 DNA 的污染，人们一直无法实现对尼安德特人基因组的完整覆盖，”Paabo 补充道，“如果不先对基因组进行富集就直接测序，通常是没用的，尤其是污染水平比较高的时候。”
早在 2008 年，来自CSHL霍华德•休斯医学研究所的Emily Hodges 和 Greg Hannon就通过模拟实验证明了采用靶向序列捕获技术能够解决这一难题。基于这一思路，该团队开始将此技术应用于解决古老 DNA的污染问题。CSHL此前首次报道了“芯片杂交捕获技术”，这是一项与安捷伦长期合作的课题。该团队认识到这一技术很可能可以从尼安德特人DNA样品中提取出大多数的目标序列。“当然，这种方法也可推广应用于许多其他种类的人类遗骸，”Paabo 说。
“与新鲜样品相比，处理古老样品的 DNA 是很困难的，”论文共同作者、安捷伦生命科学部的 Andy Bhattacharjee 解释说，“尼安德特人从地球上灭绝已经有 3 、4 万年，遗留下来的只有DNA严重降解的古老骨骼。况且这些DNA 本身也经历了某种化学老化(比如脱氨基作用)。”
“然而，最糟糕的还是微生物定植造成的污染，”Bhattacharjee 继续说，“因此，去除这些污染 DNA 是最为重要的，这将有助于覆盖更多的内源基因组，进而帮助研究者更好的破译遗传密码。此项捕获技术能够富集尼安德特人的基因序列并且去除污染 DNA，从而很好地解决了这一大难题。这是一个了不起的解决方案。”
“此项研究过程中建立的方法学还可应用于古生物学、考古学乃至人体法医学等迄今为止难以进行系统性研究的其他挑战性领域中，”论文共同作者、来自安捷伦的 Leo Brizuela 说道，“这是一个非常令人兴奋、极具挑战性的项目，我们很荣幸能有机会与这个团队合作。”
“芯片捕获技术基于安捷伦微阵列平台，这一平台的灵活性和高质量使得实验能够有效进行，” Brizuela 补充道，“此外，通过与 CSHL 的 Hannon 实验室和华盛顿大学的 Jay Shendure 进行合作，我们在人类外显子组测序领域获得了丰富的经验，受益良多。”
关于 CSHL
美国冷泉港实验室(CSHL)是一家非盈利性的私立研究教育机构，处于分子生物学和遗传学研究的最前沿，不断开发更好的诊断和治疗技术以攻克癌症、神经性疾病和给人类带来痛苦的其它重大疾病。更多信息，请访问 www.cshl.edu。
关于马普进化人类学研究所
马普进化人类学研究所由马普科学促进协会资助，该协会是一个独立的非盈利性研究机构，致力于促进其成员机构的基础性研究。要了解更多信息，请访问 www.mpg.de/english/aboutTheSociety/index.html。
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