Ученые впервые извлекли древнейшую ДНК из образцов в Южной Африки

Международная команда ученых провела масштабное исследование древней ДНК из Южной Африки и доказала, что даже в жарком климате можно извлечь генетический материал возрастом до 50 тысяч лет. Им удалось получить ДНК из зубов и костей шести видов диких быков, включая вымершего длиннорогого буйвола, причем в 45 процентах образцов. Результаты работы опубликованы в научном журнале Quaternary Science Reviews.

Долгое время считалось, что в теплых регионах, таких как юг Африки, древняя ДНК не сохраняется, потому что высокие температуры ускоряют разрушение молекул. Основные палеогенетические находки делали в холодных пещерах Европы или Сибири, а африканские ископаемые оставались почти не изученными, несмотря на обилие костных отложений в прибрежных пещерах. Однако группа исследователей решила проверить, насколько справедливо это убеждение, и взялась за анализ сотен образцов из шести пещерных стоянок вдоль южного побережья Южной Африки.

Ученые отобрали 320 зубов и костей, принадлежавших шести видам из семейства полорогих — это антилопы, ридбаки и буйволы, которые обитали в этих местах на протяжении последних 110 тысяч лет. Из всей коллекции они выбрали 144 образца для прямого поиска ДНК, а часть из них проверили еще и на сохранность коллагена — белка, который часто служит маркером хорошей сохранности органики.

Главной технической инновацией стало использование особого метода, ориентированного на одноцепочечные фрагменты ДНК, то есть на разорванные и поврежденные молекулы, которые обычные методики просто игнорируют. Этот подход позволил извлекать в 6,7 раз больше генетического материала, чем традиционный метод, работающий с целыми двухцепочечными ДНК.

Результат превзошел ожидания. Из 144 образцов древняя ДНК была найдена в 65, то есть почти в половине случаев, а коллаген сохранился в 35 процентах. Самое важное открытие  — четыре образца оказались исключительно древними: три зуба вымершего длиннорогого буйвола и один зуб горного ридбака датировались промежутком от 12 до 50 тысяч лет назад.

До этого самой старой удачной находкой в этих краях считался геном голубой антилопы возрастом всего 9300 лет. Таким образом, ученые впервые получили подтверждение, что в Африке можно работать с материалами эпохи позднего плейстоцена, а не только с относительно недавними голоценовыми останками.

Интересно, что возраст оказался важным, но не единственным фактором успеха. Место захоронения ископаемых тоже сильно влияло на то, сколько эндогенной ДНК удавалось выделить. При этом длина прочитанных фрагментов почти не зависела от древности образца, что говорит о сложном и нелинейном характере разрушения генетического материала в разных микроусловиях пещер. Также выяснилось, что наличие коллагена может служить подсказкой для поиска ДНК, но только в пределах одного и того же местонахождения, а универсального правила для всех пещер не существует.

Итоговый вывод исследователей оптимистичен: палеогенетические работы в низких широтах, где климат жарче, вполне осуществимы, если правильно выбирать методики и не бояться пробовать новые подходы. Они рекомендуют будущим экспедициям сосредоточиться на голоценовых образцах как на наиболее перспективных, но при этом не исключают, что и более древние слои могут преподнести сюрпризы. Это открытие расширяет географию древней ДНК и дает надежду на восстановление эволюционной истории африканской фауны, которая до сих пор оставалась почти белым пятном.

В результате исследование доказало, что из южноафриканских ископаемых возрастом до 50 тысяч лет можно извлекать подлинную древнюю ДНК, причем специальный метод для одноцепочечных фрагментов увеличивает выход материала в несколько раз. Успех достигнут почти в половине проанализированных образцов, и это открывает путь для систематических палеогенетических работ в регионах с теплым климатом, где раньше такие исследования считались бесперспективными.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях