研究者已經(jīng)從5300年前的人類遺骸“冰人奧茨”身上提取了基因組，還將尼安德特人的DNA進(jìn)行了測序，至此人們可能會認(rèn)為已經(jīng)能夠把古人類的整個遺傳代碼完整地排列出來了。但是，這些研究使用的樣本都是“完美的樣本”，它們基本上深藏于凍結(jié)的土壤、冰雪或寒冷的洞穴中，研究者就是從這類樣本中提取的骨骼、牙齒或者毛發(fā)。但更普遍的情況是，科學(xué)家所發(fā)現(xiàn)的古人類遺骸埋藏于土壤之中，這些土壤的溫暖程度足以滋生無數(shù)細(xì)菌，而這些細(xì)菌會將古人類的DNA清除，使研究者的分析工作異常艱難。幸運的是，在近日召開的美國人類遺傳學(xué)協(xié)會年會上，科學(xué)家提出一種新方法，這種方法專門用于對古人類DNA樣本進(jìn)行“凈化”。

從古人類樣本（牙齒或者骨骼）中提取的DNA含量通常只占人類DNA總量的不到1%，并且DNA的長度非常短，就連序列也是錯亂的，而剩下的則全部都是細(xì)菌性DNA。盡管科學(xué)家可以測序這些摻和物，卻要在測序儀器前耗費大量的時間，不斷拉近鏡頭找出并排列屬于人類基因的部分。

此外，這種測序工作在大部分情況下非常昂貴。與之對應(yīng)的是，研究者通常會準(zhǔn)備一長段現(xiàn)代人類的DNA樣本，這種樣本可以大致與他們感興趣的試驗樣本相匹配。之后，他們將長段DNA樣本作為“探針”對試驗樣本進(jìn)行過濾（現(xiàn)代人類與古人類的DNA非常相似，其相似程度足以使得DNA樣本相互吻合）。但是，這種方法依然非常昂貴，并且這種以DNA為“探針”的方法只能匹配出古人類的一部分基因組。

加州帕洛阿爾托市斯坦福大學(xué)的一個小組提出了一種更好的方法。Meredith Carpenter是一名博士后，他與實驗室同事Carlos Bustamante發(fā)現(xiàn)了一種新方法，可以合成一段與人類基因組相吻合的RNA序列。Bustamante說，這種新方法使得“凈化”工作的成本變得非常經(jīng)濟(jì)，可以將人類全部的基因組都囊括進(jìn)去，成為新型“探針”?，F(xiàn)有的“探針”制造技術(shù)與之相比，就顯得極為昂貴了。

Bustamante的團(tuán)隊估計，在他們的試驗中，每一個樣本的“凈化”成本只有50美元。而要想使用原先的技術(shù)，則必須在試驗的開始階段先花費30萬美元制造（用一種標(biāo)準(zhǔn)的方法）一個包含所有基因組的“探針”。RNA“探針”擁有一個化學(xué)基，這個化學(xué)基可以與特定的珠子相連。因此，當(dāng)研究者使用RNA“探針”對樣本進(jìn)行“凈化”時，他們可以將非人類的DNA抹去。最后一步則是使用一個RNA咀嚼酶將來自“探針”的RNA抹去，這樣一來整個樣本就只剩下古人類的DNA了。之后，研究者就可以將它們放到基因組測序儀器中進(jìn)行測定了。

研究者對這種新型的過濾方法進(jìn)行了測試，他們選取了數(shù)十個DNA樣本，這些樣本包括骨骼、牙齒以及毛發(fā)，有500年到3500年的歷史。測試后發(fā)現(xiàn)，研究者可以在相同時間內(nèi)收集到較原方法多2到13倍的人類基因序列。此外，通過這種高效率的篩選方法，研究者還從已有的樣本中發(fā)現(xiàn)了新的訊息。例如，以前他們只能說一個距今2500多年的來自保加利亞的銅器時代牙齒屬于歐洲人，但現(xiàn)在他們能讀出更詳細(xì)的DNA序列信息，進(jìn)而指出其種族本源是歐洲中南部。該團(tuán)隊還能確定500多年前的秘魯木乃伊沒有歐洲血統(tǒng)，正如西班牙探險家所說的那樣。

這種新方法將“大幅度提高進(jìn)行全基因測序的樣本數(shù)”，Bustamante在一次會議發(fā)言中說。該研究近日在線發(fā)表于《美國人類遺傳學(xué)雜志》上。他和同事目前正將該方法運用于古代狗DNA上，以闡明狗的馴化過程。他們還認(rèn)為，對于經(jīng)常處理被細(xì)菌污染的人類DNA樣本的現(xiàn)代法醫(yī)科學(xué)家，以及需要從樣本中去除人類DNA污染物的微生物基因組學(xué)研究人員而言，該方法遲早派得上用場。

該論文的合著者、哥本哈根市丹麥自然歷史博物館古DNA研究學(xué)者Eske Willerslev補充道：“我們已經(jīng)嘗試過的很多其他改進(jìn)方法，并不適用于退化的DNA。”

該方法“令人尤為興奮并非常有趣”，研究尼安德特人基因組的哈佛大學(xué)遺傳學(xué)家David Reich說。他指出，有一些尼安德特人樣本有足夠的DNA可供測序，但并不值得高昂的經(jīng)濟(jì)投入，因為它們已經(jīng)被細(xì)菌重度污染。“我認(rèn)為，該方法能否成為運用全基因組測序手段，研究這些難度很大卻極其重要的古DNA樣本的手段仍有待觀察。但我想這在未來是可能發(fā)生的?！?SPAN lang=EN-US>Reich說。

加拿大麥克馬斯特大學(xué)進(jìn)化遺傳學(xué)家Hendrik Poinar正在專攻一種類似的方法，以增進(jìn)滅絕動物DNA的價值。他說，還有一些問題需要解決，例如，這一技術(shù)的靈敏度如何。但是，對于研究古代人類和動物而非一些罕見的樣本而言，該方法將起到非常重要的作用?！斑@是個好東西，有助于推動古DNA研究向族群層次發(fā)展?！?SPAN lang=EN-US>Poinar說。