Paleogenetica în primele cercetări umane - ceea ce o face atât de importantă
De ce genetica devine din ce în ce mai importantă în biologie
Ereditatea a devenit o importantă subdisciplină a biologiei în ultimele decenii. Noile lor metode permit, de exemplu, să înțelegem mai bine bolile incurabile anterior, cum ar fi SIDA sau cancerul. Procesul de modificare a ADN-ului CRISPR face, de asemenea, posibilă intervenția specifică și schimbarea secvențelor individuale ale genomului la plante și animale. Spre deosebire de ingineria genetică, care a fost, de asemenea, dezvoltată în continuare, procesul reduce riscul ca genele neconstruite și imprecise, construite în străinătate, să provoace o tulburare funcțională în organism.
Astfel de terapii genetice modificate ar putea fi utilizate în viitor atunci când metodele medicale convenționale nu mai funcționează. De exemplu, bolile ereditare pot fi „reparate” sau virusul HIV din organism poate fi suprimat prin schimbarea celulelor imune. Cu toate acestea, aceste metode noi sunt încă la început. Spre deosebire de paleogenetică, care în ultimele decenii le-a permis oamenilor de știință să dezvăluie secretele genetice ale strămoșilor umani de astăzi.
Importanța crescândă a paleogeneticii în cercetarea umană preistorică
Paleogenetica a avut aceste succese până acum
Renumitul biochimist Allan C. Wilson a sărbătorit unul dintre cele mai mari succese în domeniul paleogeneticii în anii 1980. A câștigat țesut conjunctiv și muscular dintr-un quaggas din probele existente și el și echipa sa au reușit să izoleze și să analizeze materialul genetic sub formă de ADN mitocondrial (ADNmt). Pentru experți, articolul său publicat în Nature este încă considerat nașterea paleogeneticii.
Paleogenetică și cercetări asupra oamenilor preistorici
Opera semnificativă a unui tânăr suedez pe nume Svante Pääbo a rămas inițial necunoscută. El a cercetat material ADN de la mumii vechi de mii de ani înainte ca știința să devină conștientă de el în 1985. Aproape două decenii mai târziu, cercetătorul a stabilit o piatră de hotar în acest domeniu, fiind primul om de știință care a descifrat materialul genetic complet al unui Neanderthal din oasele sale.
Cu ajutorul ADN-ului mitocondrial, el a reușit să analizeze oasele vechi din Neanderthal și să le folosească pentru a citi diferențele genetice dintre oameni și oameni în prezent. El a ajuns la concluzia spectaculoasă că aproximativ 1,5 până la 2,1% din genomul neanderthalian poate fi detectat astăzi la oameni (cu excepția africanilor). Pääbo suspectează că ADN-ul omului neanderthalian a ajutat primele grupuri de Homo sapiens, care au imigrat din Africa, să supraviețuiască în noul mediu al epocii glaciare.
Un procent mic de gene neandertaliene se găsește la toți oamenii din afara Africii.
Datorită rezultatelor cercetării lui Pääbo, am obținut informații valoroase despre evoluția oamenilor din Pleistocen. Nu în ultimul rând, datorită analizelor genetice ale probelor din Peștera Denisova, la 500 de kilometri de Novosibirsk, în Siberia, echipa sa a reușit din nou să demonstreze că genomul neanderthalian s-a amestecat cu cel al altor oameni de la început. În cursul cercetărilor lor, oamenii de știință care lucrează cu Pääbo au descoperit un grup de oameni necunoscut până acum, oamenii Denisova, care sunt înrudiți cu neanderthalienii.
În 2012, Pääbo a reușit în cele din urmă să descifreze un genom complet. Pe baza analizelor sale, a fost posibil să se demonstreze științific caracterul comun al structurii genetice a poporului Denisova cu cel al populației de astăzi din Asia de Est, care sunt de până la cinci procente similare unul cu celălalt. Pääbo a fost, de asemenea, capabil să determine asemănările genetice dintre neanderthalieni și denisovani. Analizele sale au relevat o similaritate de 0,5% între cele două genome. După cum au arătat studii suplimentare, dimensiunile populației denisovenilor și neandertalienilor au fost foarte mici, drept urmare consangvinizarea a fost frecventă.
În trecutul recent, echipa de cercetare cu sediul la Leipzig de la Institutul Max Planck a întocmit un catalog extins care include toate schimbările importante din genomul neanderthalienilor.
Ce cerințe speciale aduce cu sine paleogenetica
O analiză detaliată a ADN-ului aduce cu sine tot potențialul său de succes, precum și capcanele sale. Probele contaminate, care în cele din urmă nu provin deloc din genom, ci dintr-un fulg de piele propriu, nu sunt neobișnuite. Pentru a preveni probele contaminate, există acum condiții de pornire stricte în cercetare: de la costume pentru tot corpul la mănuși și măști de față. Chiar și atunci când se iau probe fiabile de țesut și os, provocarea oamenilor de știință este să lucreze în permanență cu materiale sterile. După fiecare utilizare a PCR există apoi experimente goale corespunzătoare în care nu se utilizează niciuna dintre secvențele de ADN obținute.
În plus, oamenii de știință folosesc acum metode fiabile pentru a diferenția secvențele de ADN vechi și noi. Până în 2005 era extrem de dificil să poți analiza aceste fragmente din secvențe de ADN vechi. Numai odată cu dezvoltarea așa-numitei secvențieri de generație următoare a fost posibilă îmbogățirea și reproducerea mai multor fragmente de ADN.
Concluzie
Deși paleogenetica rămâne limitată metodologic, aceasta aduce o contribuție importantă la biologie pentru a urmări mai precis istoria evoluției plantelor, animalelor și a oamenilor. Metodele inovatoare nu sunt încă epuizate; Prin urmare, este de așteptat ca această subdisciplină genetică să continue să avanseze științific în următorii ani și decenii.
Un articol de Kerstin Schmidt - manager de conținut și scenarist cu experiență la agenția pentru treburile casnice