Neredeyse Zararsız Genetik Örnekleme Yöntemi Geliştirildi

Uluslararası bir grup bilim insani, arkeolojik insan kalıntılarına neredeyse hiç zarar vermeden DNA elde etmeye yarayan yeni bir metot geliştirdiler.

Avusturya ve ABD’den bilim insanları (Viyana Üniversitesi Evrimsel Antropoloji Bölümü ve Harvard Üniversitesi Genetik Bölümü) Macaristan’daki Eötvös Loránd Üniversitesi’nden uzmanlarla iş birliği yaparak arkeolojik insan kalıntılarına zarar vermeden genetik materyal elde edilmesini sağlayan bir yöntem geliştirdiler. Bu yöntem sayesinde antropologlar, arkeologlar ve arkeogenetik çalışma yürüten araştırmacılar bilimsel önemi büyük, kültürel miras değeri taşıyan örneklere zarar vermek zorunda kalmayacaklar ve bu örnekler daha sonra başka araştırmalarda da kullanılabilecek.

Arkeolojik kazılardan çıkan insan ve hayvan kalıntıları üzerinde yapılan biyoarkeolojik çalışmalar son yıllarda oldukça önem kazandı. Hem ulusal hem de uluslararası çalışmalarda, klasik arkeoloji ve antropoloji yaklaşımlarının yanı sıra moleküler biyolojik araştırma yöntemleri de sıklıkla kullanılmakta. Bunların en önemlilerinden biri arkeogenetik yöntemler. İnsan ve hayvan kalıntıları üzerinde yapılan antik DNA çalışmaları, hem insan evrimini daha iyi anlamaya hem de sonraki dönemlerde yaşamış topluluklarla ilgili tarihsel soruları cevaplamaya yardımcı olabiliyor.

Antik DNA (aDNA) çalışmaları 1980’lerde başladı, fakat yöntemlerin gerçek manada iyileştirilmesi 2000’li yıllarda mümkün oldu. Çünkü bu dönemde Yeni Nesil Dizileme metotları biyoarkeolojik çalışmalarda kullanılmaya başlandı. O zamanlarda başlayan geniş çaplı araştırmalar sayesinde bugün Neandertal DNA’sının yüzde 60’tan fazlasının hücre çekirdeklerinde korunabildiğini biliyoruz. Sibirya’da bulunan diş ve parmak kemiklerinden elde edilen genetik materyal sayesinde yeni bir insan türünün keşfedildiğini, Neandertal ve modern insanın önceden sanılanın aksine aslında çiftleştiklerini ve bunun günümüz Sahra Altı Afrikası dışında yaşayan insanlarda önemli genetik izler bıraktığını da öğrendik.

Bununla birlikte arkeogenetik çalışmalarda kullanılan örneklerin zarar görme ihtimalleri yüksek olduğundan, bu durum kültürel mirasın korunması açısından değerlendirildiğinde örneklerin çalışmalarda kullanılmasını ya tamamen engelliyor ya da zora sokuyordu.

Uluslararası bir araştırma grubu (Viyana Üniversitesi’nden Ron Pinhasi ve ekibi ile Harvard Üniversitesi’nden David Reich ve ekibi) bu sorunu fark etti ve örnekleme esnasında kemiklerde oluşan zararı azaltmak için yakın zamanda yeni yöntemler geliştirdi. İlk olarak kafatasının alt kısmından erişilen iç kulak kemiğinden (petröz kemik) ufak bir matkap yardımıyla örnek alma yöntemini geliştiren ekip, daha sonra kulak kemikçiklerini (çekiç, örs ve üzengi kemikleri) kullanarak örnekleme sırasında oluşan zararın azaltılabileceğini gösterdi. 

Ekibin Genome Research dergisinde yayınlanan son çalışması ise Eötvös Loránd Üniversitesi Antropoloji Bölümü (Tamás Hajdu, Krisztián Kiss, Tamás Szeniczey) ve aynı üniversitenin Arkeoloji Enstitüsü (Alexandra Anders, Pál Raczky) ortaklığıyla yapıldı.

“Yeni yöntem örneklere verilen zararı önemli ölçüde azaltıyor. Bu yöntemde çok sayıda hücre içeren kemik benzeri bir tabakanın bulunduğu diş kökü özel bir sıvıda bekletiliyor ve bu sayede DNA sıvıda çözünmüş oluyor. Elde edilen DNA iç kulak kemiğinden elde edilen DNA kadar yüksek kalitede olmasa da (dişin matkapla delindiği veya tamamen öğütüldüğü) geleneksel metotlarla elde edilenle kıyaslandığında aynı kalitede olduğunu gördük. Bu yöntemin en büyük avantajı dişe asgari düzeyde zarar verilmesi; dişin yapısı ne morfolojik ne de dokusal olarak bozulmuyor. Kimyasal bileşimi de değişmediğinden sonraki izotop analizleri (Stronsiyum veya Karbon-14) sorunsuzca yapılabiliyor. Diş kökünde gözle görülür tek değişiklik renk solması veya beyazlaşma oluyor.” diyor Macar ekibin başkanı ve Eötvös Loránd Üniversitesi Antropoloji Bölümü’nde profesör olan Tamas Hajdu.  

Yukarıda bahsedildiği gibi bu yeni yöntemin önemi örneklere en az düzeyde zarar verilmesinde yatıyor. Eğer örnek alındıktan sonra dişler sağlam kalırsa sonraki morfolojik, radyolojik, dokusal, patolojik çalışmalarda ve kararlı izotop ve radyokarbon analizlerinde de kullanılabilir. Bu yöntem, örneğin belli bir bölgeden yalnızca onbinlerce yıl öncesine ait birkaç dişin ele geçtiği ve bu dişlerin parçalanmasının sonraki analizleri engelleyeceği durumlarda özellikle faydalı olacak. Ayrıca insan evrimi çalışmalarının yanı sıra Eötvös Loránd Üniversitesi Antropoloji Bölümü’nde ve Arkeoloji Enstitüsü’nde yürütülen toplumsal tarih ve hastalık evrimi projelerine de katkı sağlayacak. Bununla birlikte, ulusal ve uluslararası müzelere örneklerin arkeogenetik çalışmalarda kullanılmasına izin verirken aynı zamanda onları nasıl koruyacakları üzerine yeni bakış açıları da kazandıracak.

Çalışmayı yürüten ekip yeni yöntemin etkinliğini Macaristan ve diğer ülkelerdeki kazı alanlarından ele geçen insan örnekleri üzerinde denedi. Macaristan’dan elde edilen örnekler Macaristan Doğa Tarihi Müzesi, Herman Ottó Müzesi, Déri Müzesi ve Damjanich János Müzesi koleksiyonlarında görülebilir. Yeni metodun geliştirilmesinde Ron Pinhasi ve ekibi başı çekerken aynı zamanda David Reich ve ekibiyle metodun taslağını oluşturup kemik ve diş örneklerini analiz ettiler.

Eötvös Loránd Üniversitesi Antropoloji Bölümü, Arkeoloji Enstitüsü ve ELKH-BTK’den, ayrıca Macaristan Doğa Tarihi Müzesi Antropoloji Bölümü’nden araştırmacılar (Tamás Hajdu, Tamás Szeniczey, Krisztián Kiss, Ildikó Pap, Kitti Köhler) örneklerin antropolojik bilgisini sağladı.

Araştırmanın arkeolojik verisi (arkeolojik yaş, kültürel tanımlama, arkeolojik bağlam) Macaristan’daki çok sayıda kurum çalışanının ortak çabasıyla sağlandı (ELTE BTK Arkeoloji Enstitüsü: Alexandra Anders, Pál Raczky; Déri Müzesi: János Dani, Barbara Kolozsi, Emese Gyöngyvér Nagy; Herman Otto Müzesi: B. Hellebrandt Magdolna, Horváth Antónia; ELKH BTK Arkeoloji Enstitüsü: Király Ágnes; Damjanich János Müzesi: Kovács Péter; Ásatárs Kft.)

Eötvös Loránd University (ELTE). 5 Mayıs 2021.

Makale: Harney, É., Cheronet, O., Fernandes, D. M., Sirak, K., Mah, M., Bernardos, R., … & Pinhasi, R. (2021). A minimally destructive protocol for DNA extraction from ancient teeth. Genome research, 31(3), 472-483.