环境基因组提取的进步——仅需一把土！

洞穴里的古代沉积物已经被证明可以保存DNA数千年。然而，从环境沉积物中回收的序列数量普遍较低，这给对这些序列进行分析带来了困难。维也纳大学的Ron Pinhasi和Pere Gelabert领导了一项研究，并发表在《Current Biology》杂志上。该研究成功地从高加索地区(格鲁吉亚)的Satsurblia洞穴的一个2.5万年前的土壤样本中提取了三个哺乳动物的环境基因组。

　　

 

   

图片:2017年萨萨布里亚洞穴挖掘工作概况。资料来源:Anna Belfer-Cohen

Satsurblia洞穴在旧石器时代的不同时期都有人类居住：迄今为止，从该遗址中已经对一个15000年前的人类个体进行了排序。在洞穴较老的地层中还没有发现其他人类遗骸。

由Ron Pinhasi教授和Pere Gelabert教授与维也纳大学Susanna Sawyer等人合作的国际团队所采用的创新方法，允许在环境材料样品中鉴定DNA，通过应用广泛的测序和巨大的数据分析资源。这项技术使我们能够从洞穴的BIII层中恢复出一个环境人类基因组，这个洞穴的年代大约在25000年前的冰河时代之前。

这种新方法证明了在没有骨骼遗骸的情况下恢复人类环境基因组的可行性。对遗传物质的分析表明，SAT29人类环境基因组代表了一个人类灭绝的谱系，为今天的西欧亚种群做出了贡献。为了验证这一结果，研究人员将回收的基因组与从附近祖达纳洞穴的骨骸中获得的基因序列进行了比较，获得了基因相似性的确凿证据。这一事实验证了结果，排除了样品受到现代污染的可能性。

除了已确认的人类基因组外，其他基因组，如狼和野牛也已从环境样本中找到。这些序列已被用来重建狼和野牛高加索种群的历史，并将有助于更好地了解这些物种的种群动态。

研究小组现在计划对萨特苏比亚洞穴的土壤样本进行进一步分析，目的是揭示已灭绝动物与人类之间的相互作用以及气候变化对哺乳动物种群的影响。从土壤样本中提取DNA的能力使我们能够重建整个过去生态系统的进化。

随着基因组提取技术的精益求精，现在科学家们已经能从水、土甚至空气中提取DNA了，这一学科的进步不仅有助于推动古人类学、古微生物学的发展，对当代法医鉴定也具有借鉴意义。

Genome-scale sequencing and analysis of human, wolf, and bison DNA from 25,000-year-old sediment

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