Cesta do pravěku

Sekvenování DNA je dnes již zcela rutinní a celkem levná záležitost; existuje řada technik a metodik, jak DNA číst. Čím dál lépe umíme číst i DNA našich dávných předků. Vyvstává proto potřeba rostoucí počet těchto archaických sekvencí evidovat ve standardizované a dobře přístupné podobě.

Pro antropologické a evoluční studie znamená možnost číst DNA naprosto klíčový nástroj, který umožňuje porovnávat jedince, populace nebo druhy a z rozdílu jejich genetické informace dedukovat vzájemné vztahy. Protože rychlost změn DNA je v čase zhruba konstantní, můžeme také zprostředkovaně nahlížet do minulosti a časovat jak mikroevoluční události (například vznik různých orgánů či vlastností), tak i ty makroevoluční (speciaci, zrození nových taxonomických jednotek, extinkci druhů).

Má to jenom jednu nevýhodu: vidíme DNA, jak vypadá teď, ale to, jakou informaci nesli naši předkové v minulosti, jen matematicky modelujeme. Proto vědci dlouho pokukují po možnosti přečíst archaickou DNA, tedy DNA uchovanou ve fosilních nálezech, a vidět přesně, jak genetická informace vypadala kdysi. To by nám pomohlo molekulárně-geneticky sledovat i lidskou migraci a osidlování nových oblastí, mísení populací, domestikaci zvířat i plodin, selekci typických vlastností nebo vznik a šíření různě výhodných genetických variant nebo onemocnění.

Jako archaickou DNA (nebo starodávnou, anglicky ancient DNA, aDNA) označujeme DNA, kterou získáme z paleo/archeologického či historického kosterního materiálu, mumifikovaných tkání, archivních sbírek lékařských vzorků, koprolitů (zkamenělé stolice pravěkých zvířat nebo lidí, viz Vesmír 97, 30, 2018/1), konzervovaných zbytků rostlin, z permafrostu nebo mořských a jezerních sedimentů.

Degradace a kontaminace

DNA po smrti organismu podléhá degradaci. Cytosin je například deaminován na uracil, čímž se sekvence zkreslují. Schéma Yikrazuul, volné dílo, CC0

Ovšem získat a číst aDNA je netriviální problém. V okamžiku úmrtí přestávají fungovat všechny opravné mechanismy. Buňka sice nežije, a tak její DNA není používána a kopírována (což je v živých buňkách zdrojem chyb), ale okolní fyzikálně-chemické vlivy na ni pochopitelně dále působí. Zejména volné radikály, kyslík, UV záření a radiace způsobují její poškozování. Každý organismus si navíc chrání svou genetickou informaci a brání se proti přijetí cizí DNA. Hlavně bakterie cizí DNA účinně degradují, je to pro ně ostatně vítaný zdroj potravy.