İskelet Kalıntısı Yokluğunda İnsan Çevresel Genomu Elde Edildi

Gürcistan’daki bir mağarada 25.000 yıllık tortu örneğinden insan, kurt ve bizonların nükleer ve mitokondriyal çevresel DNA’sı elde edildi.

Mağaralardan gelen eski çökeltilerin DNA’yı binlerce yıl koruduğu zaten kanıtlanmıştı. Bununla birlikte, çevresel çökeltilerden elde edilen DNA dizilerinin miktarı genellikle düşüktü, bu da bu dizilerle yapılan analizleri zorlaştırıyor.

Viyana Üniversitesi’nden Ron Pinhasi ve Pere Gelabert tarafından yönetilen ve Current Biology’de yayınlanan bir araştırma, Kafkasya’daki (Gürcistan) Satsurblia Mağarası’ndan elde edilen 25.000 yıllık tek bir toprak örneğinden üç memeliye ait çevresel genomu başarıyla elde etti.

Satsurblia Mağarası, Paleolitik’in farklı dönemlerinde insanlar tarafından iskan edildi. Şimdiye kadar, alandan sadece 15.000 yıl öncesine tarihlenen tek bir insan bireyi bulundu. Mağaranın daha eski katmanlarında başka hiçbir insan kalıntısına rastlanmadı.

(Mağara Tortularında Neandertal Nükleer DNA’sı Elde Edildi)

Pinhasi ve Gelabert liderliğindeki uluslararası ekibin, Viyana Üniversitesi’nden Susanna Sawyer ile Londra’daki Francis Crick Enstitüsü’nden Pontus Skoglund ve Anders Bergström ile işbirliği içinde kullandığı yenilikçi yaklaşım, kapsamlı dizileme ve büyük veri analizi kaynakları uygulayarak çevresel materyal örneklerinde DNA’nın tanımlanmasına izin verdi. Bu teknik, mağaranın Buz Devri’ne, yaklaşık 25.000 yıl öncesine tarihlenen BIII katmanından çevresel bir insan genomunun kurtarılmasını sağladı.

Bu yeni yaklaşım, iskelet kalıntılarının yokluğunda insan çevresel genomlarını kurtarmanın fizibilitesini kanıtladı. Genetik materyalin analizi, SAT29 insan çevresel genomunun, günümüz Batı-Avrasya popülasyonlarına katkıda bulunan, soyu tükenmiş bir insan soyunu temsil ettiğini ortaya çıkardı.

Araştırmacılar sonuçları doğrulamak için, elde edilen genomu, yakınlardaki Dzudzuana Mağarası’nda bulunan kemik kalıntılarından elde ettikleri genetik dizilerle karşılaştırarak, genetik benzerliklerin kesin kanıtlarına ulaştılar. Bu durum, sonuçları doğruladı ve numunelerin modern kontaminasyon olasılığını dışladı.

Tanımlanan insan genomunu ile birlikte, çevresel örneklerden kurt ve bizon gibi diğer genomlar da elde edildi. Diziler, kurt ve bizon Kafkas popülasyon tarihini yeniden oluşturmak için kullanıldı ve bu türlerin popülasyon dinamiklerini daha iyi anlamaya yardımcı olacak.

Ekip şimdi soyu tükenmiş fauna ve insanlar arasındaki etkileşimleri ve iklim değişikliklerinin memeli popülasyonları üzerindeki etkisini ortaya çıkarmak amacıyla Satsurbia Mağarası’ndan elde ettikleri toprak örnekleri üzerinde daha fazla analiz yapmayı planlıyor. Toprak örneklerinden DNA elde etme becerisi, tüm geçmiş ekosistemlerin evrimini yeniden yapılandırmamızı sağlayacak.

University of Vienna. 12 Temmuz 2021.

Makale: Gelabert, P., Sawyer, S., Bergstrom, A., Collin, T. C., Meshvelian, T., Belfer-Cohen, A., … & Pinhasi, R. (2021). Genome-scale sequencing and analysis of human, wolf and bison DNA from 25,000 year-old sediment. bioRxiv.