i

Aktuální číslo:

2023/1

Téma měsíce:

DNA jako důkaz

Od mumie k Nobelovi

Příběh evoluce anatomicky moderních lidí pohledem Svante Pääba
 |  9. 1. 2023
 |  Vesmír 102, 20, 2023/1
 |  Téma: DNA jako důkaz

Evoluční genomika vyvinula za posledních několik desetiletí propracované nástroje, pomocí nichž můžeme lépe nahlížet a také přímo datovat populačně významné události našeho pravěku. U zrodu výzkumu aDNA stál mimo jiné i loňský laureát Nobelovy ceny za fyziologii a medicínu Svante Pääbo. Podařilo se mu ukázat, že mísení populací, resp. genový tok hrál velmi významnou úlohu při utváření genetické diverzity našeho druhu před méně než 130 tisíci lety – v pozdním pleistocénu. V té době jsme získali adaptace na život v oblastech mimo Afriku, které anatomicky moderní člověk začal zhruba před 60 tisíci lety osidlovat. V posledních několika letech se dosažené výsledky nadále upřesňují díky novým nálezům a pokroku v sekvenační technologii.

Výzkum lidské archaické DNA (běžně zkracované aDNA, z angl. ancient DNA) nezačal nikdo jiný než Svante Pääbo. Podívejme se v krátkosti na vznik a vývoj specializace v evoluční antropologii, kterou dnes označujeme jako archeogenetika nebo paleogenetika. Přestože se zabývá i výzkumem moderní DNA, jak ji ostatně definoval na začátku tisíciletí britský archeolog a lingvista Colin Renfrew, v tomto textu se zaměřím téměř výhradně na výzkumy aDNA.

Příběh začíná v polovině osmdesátých let minulého století, kdy Svante Pääbo zkoumal tkáně egyptské mumie pod mikroskopem. Detekoval v nich zachovalá buněčná jádra, a tak si položil docela logickou otázku, zda by mohla obsahovat i DNA. Pomocí molekulárního klonování se mu skutečně z jednoho ze zkoumaných vzorků (mumie staré zhruba 2400 let) podařilo získat sekvence DNA, přičemž jeden klon nesl i lidský segment. Pääbo si byl nicméně velmi dobře vědom toho, že tato DNA nemusí pocházet z těla mumifikovaného jedince, neboť délka zachovaného fragmentu odpovídala spíše kontaminaci současnou DNA. Zatímco čerstvá DNA se totiž vyskytuje v množství zhruba jeden mikrogram na gram tkáně, aDNA obvykle v koncentraci o mnoho řádů nižší, zhruba 0,0000001–0,0001 mikrogramu na gram tkáně. Původní čili endogenní DNA v pravěkých vzorcích je také obvykle silně fragmentovaná na části o délce několika desítek bází, chemicky modifikovaná a smísená s fragmenty DNA stovek až tisíců různých mikroorganismů.

Objev neandertálců v nás

Prudký rozvoj metod molekulární genetiky v devadesátých létech minulého století znamenal pro archeogenetiku dobrou zprávu – např. metoda PCR cílí (pomocí tzv. primerů) na předem zvolené fragmenty DNA, takže příměsi DNA jiných organismů ve vzorku by neměly být problém. Stačí se tedy jen ubránit fragmentům lidské DNA, které se do vzorku mohou dostat manipulací s materiálem. Následně byly vyvinuty nejrůznější techniky a doporučení, jak již ve stadiu terénního výzkumu vzorky odebírat a odstranit z materiálu (obvykle kostí a zubů) vnější vrstvu, aby se kontaminace do vzorku nedostala nebo z něho byla kompletně odstraněna. V pozdější době se k průkazu přítomnosti endogenní DNA začala používat i další kritéria, jako je předpoklad sekvenční odlišnosti u DNA izolované z tkání blízkých příbuzných člověka (homininů), očekávatelný poměr jednotlivých částí genomu (v případě ženské kostry by za kontaminaci byl považován např. nález DNA specifické pro lidský chromozom Y) nebo, a to je v poslední době asi měřítko nejpoužívanější, chemická modifikace konců krátkých fragmentů (obr. 1).

Nyní vidíte 23 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
TÉMA MĚSÍCE: DNA jako důkaz
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Genetika, Evoluční biologie, Archeologie

O autorovi

Viktor Černý

Prof. Mgr. Viktor Černý, Dr., (*1964) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UK v Praze, doktorát obdržel na Univerzitě v Bordeaux I. V oddělení přírodních věd a archeometrie Archeologického ústavu AV ČR v Praze se zabývá především aplikacemi molekulárně genetických metod při rekonstrukci populačních dějin Afriky a Eurasie. Přednáší na Přírodovědecké fakultě UK v Praze a Bratislavě.

Černý Viktor

Další články k tématu

Cesta do pravěkuuzamčeno

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...

Kůň a člověkuzamčeno

Domestikace koně zásadně změnila mobilitu, ekonomiku a válečné strategie člověka, čímž podstatně ovlivnila jeho dějiny. S ohledem na význam v...

I když, bratře, mám tě rád, povím na tě, že jsi krad‘!

Genetická příbuznost lidí je předmětem zájmu vědy už po staletí. Od prvních teoretických úvah o mísení krve rodičů přes porozumění základním...

Když kosti mluví

V loňském roce archeogenetici z Ústavu Maxe Plancka zjistili, že lidské ostatky nalezené v hlavním (Proškově) dómu Koněpruských jeskyň náležejí...

Dobrodružství s DNA

Z obálky tohoto čísla Vesmíru se na nás dívá žena ze Zlatého koně v Českém krasu. Je to dáma pokročilého věku. Pravda, ve světle výsledků analýzy...

Doporučujeme

I když, bratře, mám tě rád, povím na tě, že jsi krad‘!

I když, bratře, mám tě rád, povím na tě, že jsi krad‘!

Halina Šimková  |  10. 1. 2023
Genetická příbuznost lidí je předmětem zájmu vědy už po staletí. Od prvních teoretických úvah o mísení krve rodičů přes porozumění základním...
Kůň a člověk

Kůň a člověk uzamčeno

René Kyselý, Lubomír Peške  |  9. 1. 2023
Domestikace koně zásadně změnila mobilitu, ekonomiku a válečné strategie člověka, čímž podstatně ovlivnila jeho dějiny. S ohledem na význam v...
Když se z buněk stanou baňky

Když se z buněk stanou baňky uzamčeno

Milan Vrábel  |  9. 1. 2023
Dovedete si představit, že chemické reakce známé z učebnic organické chemie dnes můžeme dělat přímo v lidech? Ano, loňským laureátům Nobelovy ceny...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné