В Ростове предложили экспресс-метод отбора древних костей по содержанию углерода
Специалисты Южного федерального университета (ЮФУ) создали новую технологию анализа древних костей человека и животных, позволяющую определить, есть ли в них ДНК для дальнейшего генетического исследования. Таким образом обследованы кости хазар VII—IX вв.еков, сообщили в пресс-службе ЮФУ.
«Исследователи ЮФУ разработали метод, который позволяет за несколько часов с минимальными затратами определить, сохранилась ли в древних костных останках ДНК, пригодная для генетического анализа. Ученые установили количественную зависимость успеха выделения и типирования древней ДНК от содержания органического углерода в костной ткани. Этот подход поможет палеогенетикам по всему миру экономить время и ресурсы, отбирая для дорогостоящих исследований только самые перспективные образцы», — отметили в пресс-службе.
Сотрудники ЮФУ под руководством коллег из Южного научного центра РАН апробировали методику предварительной сортировки археологических образцов, которая позволяет с высокой вероятностью предсказать успех исследования. В работе были изучены костные останки из курганов Ростовской области, датируемые VII—IX вв.еками и принадлежащие жителям Хазарского каганата.
Исследователи измерили содержание общего органического углерода (ТОС) в костных фрагментах и сопоставили эти показатели с успешностью выделения ДНК и последующего генотипирования. Выяснилось, что чем выше содержание органического углерода в кости, тем больше шансов получить полноценный генетический профиль.
Как это делается
Механика метода основана на поиске химического «маркера сохранности» внутри кости. Процесс начинается с подготовки микронавески — около 0,5 грамма костного порошка, который помещается в автоматический анализатор. Прибор выполняет двухэтапное исследование: сначала образец сжигается при температуре 680 градусов, чтобы измерить суммарное количество углерода (TC), а затем другая часть пробы обрабатывается ортофосфорной кислотой. Кислота вступает в реакцию с минеральной составляющей кости, выделяя неорганический углерод (IC).
Искомый показатель — общий органический углерод (TOC) — вычисляется простым вычитанием: из общего значения убирается минеральное. Полученная цифра — своего рода индекс биологической свежести останков. Поскольку ДНК является частью органической матрицы кости, высокий уровень TOC прямо указывает на то, что органическое вещество за столетия не разрушилось и в образце с высокой вероятностью сохранились цепочки древней ДНК, пригодные для сложного секвенирования.
«Мы обнаружили, что эффективность ПЦР-генотипирования и успешность последующего высокопроизводительного секвенирования напрямую коррелируют с количеством органического углерода в образце. Если содержание ТОС ниже 8%, шансы на успех минимальны. Образцы с показателем 8−9,9% могут дать результат при стандартном ПЦР-анализе, а для наиболее сложных и дорогостоящих методов, таких как NGS, лучше отбирать образцы с содержанием углерода выше 9,9%», — рассказал заведующий научной лабораторией «Идентификация объектов биологического происхождения ЮФУ» Игорь Корниенко.
Метод позволяет на раннем этапе отсекать до 30−40% заведомо бесперспективного материала, что в масштабах страны экономит миллионы рублей бюджетных средств, затрачиваемых на дорогостоящие реактивы для NGS-секвенирования, и кратно ускоряет получение фундаментальных данных о генетическом происхождении народов России. Ученые рассчитывают, что методика, подтвердившая свою эффективность на материале хазарских курганов, в перспективе может стать стандартным этапом предварительной обработки археологических образцов во всем мире — от подготовки к палеогенетическим исследованиям до отбора материалов для музейных коллекций.
археологияПоделиться
