DNA inti dari simpanan hati membantu membuka sejarah kuno umat manusia

Galeri patung patung gua di Spanyol utara. Penulis: Javier Trueba – Film sains Madrid

Untuk pertama kalinya, para ilmuwan dapat mengekstrak dan menganalisis kromosom Neanderthal DNA diawetkan dalam endapan gua.

Bidang DNA purba telah mengungkapkan aspek-aspek penting dari masa lalu evolusioner kita, termasuk hubungan kita dengan sepupu jauh kita, Denisovan, dan Neanderthal. Studi ini mengandalkan DNA dari tulang dan gigi yang menyimpan DNA dan melindunginya dari lingkungan. Tetapi sisa-sisa kerangka seperti itu sangat jarang, dan sebagian besar sejarah manusia tetap tidak dapat diakses untuk analisis genetik.

Untuk mengisi celah ini, para peneliti dari Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology telah mengembangkan metode baru untuk memperkaya dan menganalisis DNA inti manusia dari sedimen, yang ditemukan di hampir semua situs arkeologi. Sejauh ini, hanya DNA mitokondria yang ditemukan dari sedimen arkeologi, tetapi nilai ini terbatas untuk mempelajari hubungan populasi. Munculnya tes endapan DNA nuklir memberikan peluang baru untuk mempelajari masa lalu manusia yang jauh.

Sedimen mungkin mengandung materi genetik dari mamalia lain

Saat mengekstraksi DNA manusia purba dari sedimen, para ilmuwan harus berhati-hati untuk menghindari sejumlah besar DNA dari mamalia lain seperti beruang dan hyena. “Misalnya, ada banyak situs dalam genom manusia yang sangat mirip dengan DNA beruang,” kata Benjamin Verno, penulis pertama studi tersebut. Para peneliti secara khusus menargetkan wilayah genom di mana mereka dapat yakin hanya dalam mengisolasi DNA manusia, dan mereka juga mengembangkan teknik untuk mengukur keberhasilan mereka dalam menghilangkan DNA bukan manusia. “Kami ingin memastikan bahwa kami tidak secara tidak sengaja mempertimbangkan beberapa spesies hyena yang tidak diketahui,” kata Verno.

Gua Chagirskaya

Gua Chager di Pegunungan Altai di Siberia selatan. Penulis: Richard G. Roberts

Para ilmuwan telah menerapkan teknik mereka untuk mempelajari lebih dari 150 sampel sedimen dari tiga gua. Dua di antaranya – gua Chagerskaya dan Denisovaya di Pegunungan Altai di Siberia selatan – penelitian sebelumnya menganalisis DNA dari tulang. Dengan demikian, penulis dapat membandingkan DNA dari sedimen dan DNA dari tulang. “Teknik yang kami kembangkan sangat baru dan kami ingin dapat mengujinya di tempat di mana kami tahu apa yang diharapkan,” kata Matthias Meyer, penulis senior studi tersebut. Para peneliti menemukan bahwa DNA dari sedimen paling erat kaitannya dengan genom yang berasal dari tulang dari situs tersebut, memberi mereka keyakinan pada keandalan metode mereka.

DNA inti diekstraksi dari endapan gua di Spanyol utara

Penggalian di situs ketiga Galeria de las Estatuas di Spanyol utara, dipimpin oleh Juan Luis Arsuaga dari Universitas Madrid, mengungkap perkakas batu antara 70.000 dan 115.000 tahun yang lalu. Tetapi hanya satu tulang jari kaki Neanderthal yang ditemukan, dan terlalu kecil untuk mengambil sampel DNA. “Tidak mungkin mempelajari genetika Neanderthal yang tinggal di Estatuas,” kata Asier Gomez-Olivencia, ilmuwan dari tim Estatuas di Universitas Del Pai Vasco / Evscalo, Herico Unibertitate. DNA inti yang diekstrak dari sedimen menunjukkan bahwa gua itu dihuni bukan oleh satu tetapi oleh dua populasi Neanderthal, dengan kelompok asli digantikan oleh yang lain sekitar 100.000 tahun yang lalu.

Ketika para ilmuwan membandingkan DNA sedimen dengan sampel kerangka lainnya, mereka melihat tren yang aneh – tampaknya ada dua “radiasi” Neanderthal, dengan populasi Estatus lama yang berasal dari satu radiasi, dan yang lebih muda – dari yang lain. “Kami bertanya-tanya apakah radiasi ini, bersama dengan perubahan populasi di negara bagian Estatus, dapat dikaitkan dengan perubahan iklim atau perubahan morfologi Neanderthal yang terjadi sekitar periode waktu ini – meskipun kami membutuhkan lebih banyak data untuk memastikannya,” kata Juan. Luis Arsuaga.

Pemahaman baru tentang masa lalu manusia yang dalam

Bahkan untuk situs di mana DNA tulang sebelumnya telah dianalisis, informasi baru dapat diperoleh dari endapan tersebut. Penelitian arkeologi sebelumnya di Gua Chager menunjukkan bahwa penduduk Neanderthal termasuk dalam populasi yang sama dan tinggal di sana untuk waktu yang singkat. Tetapi karena hanya satu genom dari salah satu tulang yang ditemukan di situs yang ditemukan pada penelitian sebelumnya, tidak mungkin untuk menentukan apakah genom tersebut mewakili seluruh populasi yang tinggal di sekitar Gua Chagir. Lumpur DNA dapat mengkonfirmasi hipotesis ini. “Kami mengambil sampel sedimen dari seluruh stratigrafi, dan semuanya tampak sangat mirip dengan DNA dari tulang, terlepas dari fakta bahwa sedimen DNA berasal dari beberapa individu,” kata Ksenia Kolobova dari Institut Arkeologi dan Etnografi Akademi Rusia. Ilmu pengetahuan, seorang arkeolog terkemuka, di gua Chagir.

“Awal dari analisis lumpur DNA nuklir sangat memperluas jangkauan pilihan untuk memalsukan sejarah evolusi manusia purba,” kata Verno. Dengan membebaskan bidang DNA purba dari kendala dalam menemukan sisa-sisa manusia dan meningkatkan jumlah situs yang berpotensi cocok untuk penelitian, “kami sekarang dapat mempelajari DNA dari sejumlah besar populasi manusia dan dari banyak tempat lain daripada yang diperkirakan sebelumnya,” kata Meyer .

Referensi: “Ekstraksi sejarah populasi Neanderthal menggunakan DNA nuklir dan mitokondria dari deposit hati” Benjamin Verno, Elena I. Zavala, Asier Gomez-Olivencia, Zenobia Jacobs, Vivian Elephant, Fabricio Mafesoni, Frederic Nozori Adrian Pablos, Aranza Oranburu, Jose Maria Bermudez de Castro, Evdal Carbanel, Bo Lee, Matthew T. Krajkarts, Andrei I. Kryvashapkin, Ksenia A. Kolobova, Maxim B. Kozlikin, Mikhail V. Shunkov, Anatoly P. Derevyanko, Bensiolo, Steffi Grote, Elena Essel, David Lopez Eraes, Sarah Nagel, Birgit Nickel, Julia Richter, Anna Schmidt, Benjamin Peter, Janet Kelsa, Richard G.Roberts, Juan-Louis Arsuaga dan Matthias Meyer, 15 April 2021, Ilmu.
DOI: 10.1126 / science.abf1667

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Alat-alat baru dibutuhkan untuk mencegah pandemi penyakit tanaman

Mengamati penyakit tanaman dapat mengungkapkan keamanan pangan. Penyakit tanaman tidak berhenti di perbatasan negara, dan kilometer lautan juga tidak mencegah penyebarannya. Itulah mengapa pengawasan...

Ilmuwan Menjelajahi Tesla Roads Jangan Ambil – Dan Temukan Kekuatan Baru Berguna dalam Penemuan Centennial

Foto eksposur ganda Nikola Tesla pada bulan Desember 1899 duduk di laboratoriumnya di Colorado Springs di sebelah kaca pembesar generator tegangan tinggi sementara mesin...

Untuk Mempercepat Akses, Mikroskopi yang Sangat Dapat Diputar Meninggalkan “Di Bawah Kisi”

Contoh desain ubin yang digunakan pada ulat percobaan C. elegans. Mesin non-grid memberi model fleksibilitas sementara untuk dengan cepat memasuki lingkungan yang menyenangkan....

Lingkar Kuno Munculnya Tektonik Lempeng Data 3,6 Miliar Tahun Lalu – Peristiwa Penting untuk Memperkaya Kehidupan Bumi

Zirkonia yang dipelajari oleh tim peneliti, difoto menggunakan katodoluminesensi, memungkinkan tim untuk melihat bagian dalam kristal menggunakan mikroskop elektron khusus. Lingkar zirkon adalah...

Bisakah kita mengurangi kecanduan opioid? [Video]

Pada 2017, jutaan orang di seluruh dunia kecanduan opioid dan 115.000 meninggal karena overdosis. Opioid adalah obat penghilang rasa sakit paling manjur yang kita miliki,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.