DNA fosil

DNA fosila gizakien edo animalien aztarnetan iraun duen DNA da. Lagin biologikoetatik berreskuratutako edozein DNA gisa ere deskriba daiteke, geroko DNA analisietarako berariaz gorde ez direnak. Hona hemen adibide batzuk: hezurduren material arkeologiko eta historikotik berreskuratutako DNA analisia, kultibo momifikatuak, izoztu gabeko lagin medikoen artxiboen bildumak, landareen hondar babestuak, nukleoak, Holozenoko planktona baina itsas sedimentuetan eta aintziretan aurkitzen dena, besteak beste.

Analisi genetiko modernoek ez bezala, DNA fosilaren azterketek ADNaren kalitate eskasa dute ezaugarri, eta horrek analisien irismena mugatzen du. Gainera, DNA molekulen degradazioa dela eta, denbora, tenperatura eta ur askearen presentzia bezalako faktoreekin korrelazioan dagoen prozesu bat, DNAk bizirauteko probabilitateak dituen mugak gainditzen ditu.

Allentoft et al. (2012) Moaren hezurretan DNA mitokondrial eta nuklearraren deskonposizioa aztertuz muga hori kalkulatzen saiatu ziren. DNA modu esponentzialean degradatzen da. Bere modeloaren arabera, DNA mitokondriala −5 °C-ra, batez beste, 6 830 000 urtetik base pare bat degradatzen da. Deskonposizio-zinetika zahartze azkarreko esperimentuen bidez neurtu da, non biltegiratzeko tenperaturak eta hezetasunak DNAren deskonposizioan duten eragin handia are handiagoa den.

DNA nuklearra mtDNA baino bi aldiz azkarrago degradatzen da. Hala, DNA askoz zaharragoa berreskuratzeari buruzko lehen ikerketen jatorria, adibidez, Kretazikoko dinosauroen hondarretatik abiatuta, kutsatutako lagin baten jatorria izan zezaketen.

DNA fosilaren azterketen historia 

Lehen ikerketa 1984an egin zuten, noiz Russ Higuchik eta bere Berkeleyko lankideek museoko quagga ale baten DNA arrastoei buruz informatu zutenean, hil eta 150 urte baino gehiagora laginean egoteaz gain, atera eta sekuentziatu ere egin zituzten.

Hurrengo bi urteetan, lagin naturaletan eta artifizialki momifikatutako laginetan egindako ikerketen bidez, Svante Pääbok berretsi zuen fenomeno hori ez zegoela mugatuta duela gutxiko museo-espezimenetara, baina, dirudienez, duela milaka urteko momifikatutako gizakien lagin batzuetan errepika daiteke (Pääbo 1985a; Pääbo 1985b; Päääbo 1986). Hala ere, DNA sekuentziatzeko (klonazio bakterianoaren bidez) une horretan behar ziren prozesu neketsuak balazta eraginkorra ziren DNA fosileko (aDNA) garapenaren eremuan.

aDNAren PCR (jumping-PCR) bidezko abiarazlearen/lehenengoaren anplifikazio bikoitzak oso partzialak diren eta benetakoak ez diren sekuentzia-artefaktuak sor ditzake. PCR habiaratuaren teknika gabezia horiek gainditzeko erabili zen.

2007an DNAren post mortem mutazioek eragindako kalteei aurre egiteko lehen mailako hedapen bidezko anplifikazioa (SPEX) asmatu zuten.

Arazoak eta akatsak 

DNAk post mortem mutazio ugari izan ditzake, eta horiek denborarekin handitzen dira. Polinukleotidoko eskualde batzuek degradazio hori jasan dezakete; beraz, sekuentziazio-datuek informazioaren baliozkotasuna egiaztatzeko erabilitako iragazki estatistikoak saihestu ditzakete. Sekuentziazio-erroreak direla eta, populazio baten tamaina interpretatzean kontu handiz ibili behar da. Zitosina-hondakinak desaminatzearen ondoriozko ordezkapenak DNA fosilaren sekuentzietan gehiegi ordezkatuta daude. DNA fosilaren laginekin giza DNA modernoarekin eta mikrobio-DNArekin kutsatzea (gehienak ez dira zaharrak) beste arazo bat da.

"Uholde aurreko" DNAri buruzko ikerketak 
PCR osteko aroak aDNArekin nahasten saiatu ziren ikerketa talde askoren argitalpen ugari eragin zituen. Duela gutxi, aurkikuntza harrigarri batzuk argitaratu dira, benetako DNA milioika urteko laginetatik atera daitekeela aldarrikatuz, Lindahlek (1993b) "uholde aurreko DNA" deitu zion eremuan. Ikerketa horietako gehienak anbarretan gordetako organismoen DNA berreskuratzean oinarritzen ziren. Intsektuak, ezten gabeko erleak bezala (Cano et al. 1992a; Cano et al. 1992b), termitak (De Salle et al. 1992; De Salle et al. 1993), zuraren eltxoak (De Salle eta Grimaldi 1994), landareak (Poinar et al. 1993) eta bakterio-sekuentziak (Cano et al. 1994) Oligozenoko anbar dominikarretik atera zituzten. Libanoko anbar estaliko gurgurio-iturri zaharrenak, Kretazeoaren garaikoak diren txostenen arabera, benetako DNA ere sortu zuten (Cano et al. 1993). Berreskuratutako DNA ez da anbarera mugatzen: Miozenoko landareetatik kontserbatutako sedimentu asko arrakastaz ikertu zituzten (Golenberg et al. 1990; Golenberg 1991).

Ondoren, 1994an, nazioarteko errekonozimendurako, Woodward et al. orain arteko emaitza zirraragarrienak jakinarazi zituzten- b zitokromoen sekuentzia mitokondrialak, itxuraz, dinosauroen hezurretatik ateratakoak ziren, duela 80 milioi urte baino gehiagokoak. 1995ean bi ikerketak arrautza kretaziko batetik ateratako dinosauro baten DNA sekuentziak aurkeztu zituztenean (An et al. 1995; Li et al. 1995), bazirudien eremu honek lurraren iragan ebolutiboaren ezagutza irauliko zuela. Ohiz kanpoko urte horiek ere halitatik ateratako Halobacterium-en 250 milioi urteko sekuentzien berreskurapen erreklamatuarekin amaitu ziren.

Zoritxarrez, DNA fosilaren literaturaren berrikuspen kritiko batek eremuaren garapenaren bidez baieztatu zuen 2002ko ikerketa gutxik izan zutela arrakasta ehunka mila urte baino gehiagoko gorpuzkien DNAren anplifikazioan.

Kutsadura-arriskuen pertzepzio handiagoak eta ingurumenaren DNAren egonkortasun kimikoari buruzko ikerketek aurreko emaitzekiko planteatu ziren kezkak eragin dituzte. Dinosauroaren DNA giza Y kromosomakoa izan zen, eta Halobacteriumen DNA kapsulatua, berriz, bakterio modernoekin duen antzekotasunagatik kritikatu egin zuten, balizko kutsadura aipatuz.

2007ko azterlan batek bakterioen DNA lagin horiek ezin izan zutela antzinatik bizirik iraun iradokitu zuen; aldiz, maila baxuko beren jarduera metabolikoaren epe luzeko produktua izan daitezke.

DNA fosilaren ikerketak 

"Uholde aurreko" DNArekin lotutako arazoak gorabehera, DNA sekuentzia sorta zabal eta gero eta handiagoa animalia eta landareen taxon sorta batetik abiatuta argitaratu da. Aztertutako ehunek artifizialki edo naturalki momifikatutako animalien hondarrak dituzte, hezurrak (c.f. Hagelberg et al. 1989; Cooper et al. 1992; Hagelberg et al. 1994), paleogorozkiak, alkoholean gordetako espezimenak (Junqueira et al. 2002), karraskarien maskorrak, landare lehorrak (Goloubinoff et al 1993;. Dumoulin-Lapegüe et al., 1999) eta, duela gutxi, animalien eta landareen DNA zuzenean lurzoruaren laginetatik atera dute.

2013ko ekainean, ikertzaile talde batek Kanadako Yukon lurraldeko lurzoru izoztuan lurperatuta zegoen hanka hezur batetik ateratako materiala erabiliz 560-780 mila urteko zaldi baten DNA sekuentziatu zutela iragarri zuen. 2013an, Alemaniako talde batek 300.000 urtetik gorako ursus deningeri baten genoma mitokondriala berreraiki zuen, eta horrek antzinako benetako DNA ehunka mila urtetan zehar gorde daitekeela permafrostetik kanpo erakutsi zuen.

Giza aztarnen DNA fosilaren azterketak 
Interes antropologikoa, arkeologikoa eta giza aztarnentzako interes publikoa direla eta, normala da DNA ikerlariengandik arreta handia jasotzea. Kontserbazio morfologikoaren zantzu nabarmenak dituztenez, ikerketa askok ehun momifikatua erabiltzen dute giza DNA fosilaren iturri gisa. Adibideek modu naturalean kontserbatutako espezimenak barne hartzen dituzte, adibidez, Ötzi (Handt et al 1994) bezalako izotzetan kontserbatzen direnak, edo lehortze azkarraren bidez, hala nola Andeetako altitude handiko momiak (cf Pääbo 1986; Montiel et al. 2001), baita artifizialki kontserbatutako ehun-iturriak ere (antzinako Egipton kimikoki tratatutako momiak, esaterako).

Hala ere, hondakin momifikatuak baliabide mugatua dira, eta giza aDNA ikerketa gehienak DNA erauzketan zentratu dira, erregistro arkeologikoan askoz ohikoagoak diren bi iturri erabiliz: hezurrak eta hortzak. Duela gutxi, beste iturri batzuek ere sortu dute DNA: paleogorozkiak (Poinar et al., 2001) eta ilea (Baker et al. 2001, Gilbert et al. 2004). Oraindik ere antzinako giza materialarekin lan egiten denean kutsadura arazo garrantzitsua da. 2015eko azaroan, zientzialariek 110.000 urteko hortz fosil bat aurkitu zutela jakinarazi zuten, Homo generoko giza espezie desagertua den Denisovako gizakiaren DNA duena.

Patogenoen eta mikroorganismoen aDNA aztertzea, giza hondarrak erabiliz 

DNAren analisian giza lagin degradatuak erabiltzeak ez du giza DNAren anplifikazioa mugatu. Post mortem denbora-tarte baterako laginean dagoen edozein mikroorganismoren DNAk bizirik iraun dezakeela onartzea arrazoizkoa da. Heriotza-unean dauden patogenoak (epe luzeko infekzioak edo heriotza eragiten dituztenak) ez ezik, komentsalak eta horiekin lotutako beste mikrobio batzuk ere hartzen dituzte barne. DNA horren kontserbazio mugatua ekarri duten hainbat ikerketa egin diren arren, adibidez, kontserbazio falta etanolean kontserbatutako XVIII. mendeko Helicobacter pylori espeziearen espezimenetan, 45 ikerketa baino gehiago argitaratu dituzte antzinako patogenoaren DNAren berreskurapen arrakastatsuaren berri emateko, gizakiaren laginetatik abiatuta. Lagin horiek 5.000 urte baino gehiagoko antzinatasuna dute, eta duela 17.000 urte bezain luzea beste espezie batzuetan. Ehun momifikatuen ohiko iturriez gain, hezurrak eta hortzak, azterketa horiek beste ehun batzuen laginak ere aztertu dituzte, pleura kaltzifikatua barne (Donoghue et al. 1998), parafinan sartutako ehuna eta formolean finkatutako ehunak.

Erreferentziak

Bibliografia 
 An C-C, Li Y, Zhu Y-X. . 1995. Molecular cloning and sequencing of the 18S rDNA from specialized dinosaur egg fossil found in Xixia Henan, China. Acta Sci Nat Univ Pekinensis 31: 140 – 147
 Baker LE. 2001. Mitochondrial DNA haplotype and sequence analysis of historic Choctaw and Menominee hair shaft samples. PhD Thesis. University of Tennessee, Knoxville.
 
 
 
 
 
 Díaz M.L. and Rodríguez E.L. The History of the Infectious Diseases is Written in the aDNA: Reality or Fiction. Bol. Int. Cienc. Básica.  Vol. 3, No. 3: 68 – 76. (Article N° BICB-08140200)
 Donoghue HD, Spigelman M, Zias J, Gernaey-Child AM, Minnikin DE. 1998. Mycobacterium tuberculosis complex DNA in calcified pleura from remains 1400 years old. Lett Appl Microbiol 27: 265 – 269
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Pääbo S. 1986. Molecular genetic investigations of ancient human remains. Cold Spring Harbour Symp Quant Biol. 51: 441 – 446
 
 
 Rizzi E, Lari M, Gigli E, De Bellis G, Caramelli D, 2012, Ancient DNA studies: new perspectives on old samples, Genetic Selection and Evolution volume, 44: 21 doi: 10. 1186/1297-9686-44-21

Kanpo estekak 

DNA
Genealogia genetikoa