平古DNA研究的领域

一些历史是用墨水写的故事,和其他人都写在核苷酸碱基。古代DNA (aDNA)分析- DNA的研究从考古或古生物标本——或许是最接近科学家会来一个时间机器——一个窗口到过去。在这篇文章中,我们将探讨如何包容和表示是至关重要的考虑当我们浏览窗口。

“光荣的梦想”的实现

博士1984年,罗素Higuchi——然后在实验室的博士后研究人员已故教授艾伦•威尔逊加州大学伯克利分校——领导研究被认为是建筑的基础aDNA研究。至少,这是第一次学术帐户该领域的发展。研究人员提取线粒体DNA (mtDNA)从干肌肉样本属于一个140岁的斑驴从自然历史博物馆在美因茨,德国。斑驴的进化历史,灭绝的1883 -身体特征类似于斑马和马;这是它更密切相关?Higuchi和他的团队成功的两个短mtDNA序列的测序证实,的确,斑驴斑马比马更密切相关的。具体地说,它拥有共同的祖先,山斑马(称为雅科仕斑马)数百万年前。

在一个附带的评论Higuchi纸,英国遗传学家Alec Jeffreys爵士表示,“任何希望,分子生物学和古生物学可以融合成一个大进化合成通过研究化石DNA,仍然只不过像一个光荣的梦想。“考虑到不断膨胀的体积aDNA今天发表在《文学研究领域的最近赢得的2022年诺贝尔医学或生理学奖,你可能会解释杰弗里的预订…悲观?但是,他对与提取相关的巨大挑战和学习aDNA——包括DNA退化和外源DNA污染。它的引入聚合酶链反应(PCR)在1980年代,和深远的影响新一代测序技术(门店)在随后的几十年创造了我们今天所看到的蓬勃发展的研究领域。

”的杰弗里斯似乎已经实现了“光荣的梦想”。但它告诉我们什么?

从过去经验

Higuchi以来近40年过去了,同事的斑驴。在此期间,aDNA研究的广度和范围成倍扩大。考古的DNA样本帮助重建人类物种的进化历史;第一稿尼安德特人的基因组测序Svante教授Paabo——被称为“aDNA的黑魔王”一些——和他的同事在2010年。从那时起,人类大家庭的新分支树已确定,等丹尼索瓦人。认识我们的部分祖先的DNA代码甚至帮助理解为什么有些人可能更痛苦某些疾病的风险,像COVID-19,比其他人。

aDNA,恢复牙齿的人安葬在坟墓刻有“瘟疫”,阐明黑死病的起源。鼠疫疫情,欧亚大陆西部50 - 60%的人口在短短七年,黑死病的“发射”现在认为天山躺在更广泛的区域,一个令人印象深刻的山地系统,中国和吉尔吉斯斯坦的交界处。成功的长毛象的测序(猛犸象属primigenius)基因组甚至做的前景“复兴”已灭绝的物种合理的现实,从基因工程一点帮助。

看过去很可能提供科学家线索如何处理不可避免的挑战我们的星球还没有脸,如全球气候变暖的影响。在2022年末,a研究发表在自然概述的发现和分析aDNA获得粘土和石英样品收集从陆地地质角度称为København形成在格陵兰岛北部。工作发现了一个二百万岁的生态系统,一个饱经风霜的极端温度。这样的气候需要适应生物栖息的环境生存。“可能是基因工程可能[使用]模拟策略开发的植物和树木二百万年前生存在一个气候的特点是气温上升和防止一些物种的灭绝,植物和树木,”教授库尔特Kjær在哥本哈根大学的地质学专家,以及该研究的作者之一说。“这是科学进步的原因之一是如此重要,因为它可以揭示如何试图抵消全球变暖的毁灭性的影响。”

“虽然大多数古代DNA研究的重点在于整体,不容动摇或“蓝天”的问题,越来越多的升值,古代DNA可以用于更科学的应用方面,“- 尼古拉斯博士Rawlence , 奥塔哥大学的古遗传学实验室的主任,发表2021篇社论中写道生态学与进化前沿。

年复一年,最古老的DNA记录恢复和测序是破碎的。综合评价领域,比如奥兰多et al古代DNA分析,提供进一步阅读的工作超出了本文的范围。然而,随着aDNA继续进化的研究,有对更广泛的社会问题,与参数更大的包容,平等和尊重土著社区和他们的口述历史赌欧洲杯赔率越来越响亮。玛丽亚德尔卡门·阿维拉Arcos教授 ,他是国际人类基因组研究实验室(LIIGH)的地方,墨西哥,是研究者倡导可持续的做法之一。

具有挑战性的全球目录代表名额不足的遗传变异

aDNA后最初的兴趣是激发了早期的尼安德特人DNA论文,阿维拉Arcos观察大部分遗传学研究集中在欧洲或欧洲裔人口。遗憾的是,这个问题并不局限于这位领域的周长。呼吁增加多样性在基因组学研究——通常用于通知疾病风险,在现代医学进展和治疗——增加了近几十年来。进步等作用于电话,然而,一直批评。

阿维拉Arcos的选择直接她的时间和努力平衡不平衡。在LIIGH,她研究小组探索替代种群的遗传历史——尤其是土著和Afromexican人民——结合古代和现代的DNA数量。aDNA研究在此背景下对理解墨西哥的殖民历史有重要意义,并为今天的人口提供遗传背景的知识,她解释说。

在16^th世纪,西班牙人赫尔南科尔特斯落在韦拉克鲁斯在墨西哥湾的岸边,伴随着“征服者”(即“征服者”在西班牙语)。科尔特斯旅行开始的阿兹特克首都特诺奇蒂特兰(现在的墨西哥城),最终殖民地区声称西班牙的阿兹特克帝国,命名“西班牙Nueva”——“新西班牙”。数百年的人类痛苦。对土著居民的影响是毁灭性的。不仅欧洲殖民造成极端通过暴力和屠杀土著人的位移,但它也介绍了致命的流行病。它是建议本地人口的易感性“旧世界”的疾病可能导致欧洲征服是可能的。

多达90%的本地人口失去了一些地区,阿维拉Arcos解释说:“这在本地人口的规模大幅减少减少的数量遗传多样性在土著居民,和我们今天观察现在的人口是只有一小部分存在500多年前。”

“有一个准确的概念的遗传多样性存在殖民之前,和如何改变了时间,导致现在的土著人群的基因(也混在墨西哥人)——我们可以利用aDNA的力量。”

殖民——疾病的进一步的负面后果

阿维拉Arcos还利用aDNA分析来理解跨大西洋奴隶贸易的基因遗产在墨西哥。在殖民时期,数以百万计的人从非洲西海岸被奴役,被迫成为劳动者在美洲。“奴役非洲人的贡献的建设我们国家几个世纪以来一直被忽视,这导致了一个擦除的过去和现在Afrodescendants在墨西哥,“阿维拉Arcos说。“今天,几个社会运动要求承认Afrodescendants的贡献我们的历史和我们的礼物。”

正在进行的研究——被称为“Afro-Mexico基因组项目”- 9年前开始,已经收到了来自斯坦福大学的支持(阿维拉Arcos完成博士后研究)和墨西哥国立自治大学的(自治)。”从一个真正的兴趣学习更多关于非洲基因的遗传贡献我们的基因池,也令人沮丧的实现的系统和机构努力消除Afrodescendants理想化的叙事的墨西哥的产品仅仅是土著和欧洲的掺合料,“阿维拉Arcos解释道。

会同Afrodescendant社区从墨西哥的太平洋海岸(区域称为科斯塔奇赌欧洲杯赔率卡和韦拉克鲁斯),项目团队是DNA测序从唾液中提取超过300个参与者和基因分型。中我们开始一个项目从样本基因描述aDNA非洲血统的人很有可能,可以追溯到早期殖民时期在墨西哥,”她解释说。虽然工作尚未发表,阿维拉Arcos说他们目前的数据显示,第一次,遗传变异的程度之间共享现代非洲人口在Afrodescendants科斯塔奇卡和韦拉克鲁斯。哥奇卡的“我们观察到更高的价值比韦拉克鲁斯和能够表明可能在非洲起源的地方非遗传因素,”她解释说。

“我们的工作的一个重要动机是墨西哥人的代表名额不足,尤其是土著和Afromexicans,在全球目录的遗传变异,而剥夺他们知识的遗传历史和潜在有益的结果,”——阿维拉Arcos。

理解哪一个病毒可能导致大规模死亡的本地人口是阿维拉Arcos aDNA的另一个重要应用。她的团队提取和浓缩病毒DNA从残骸中发现的万人坑位于现在的墨西哥城,可追溯到16^th世纪。aDNA分析的应用程序在这种情况下被称为paleovirology,它帮助团队阐明病原生物学和传播在此期间。“一个不同寻常的发现来自aDNA是出生的人——他们可能采取新的西班牙在部队作为跨大西洋奴隶贸易的一部分——一些病毒携带:乙型肝炎和人类细小病毒B19,也可能非洲起源的,”阿维拉Arcos解释道。“这暗示一些病原体流传在殖民时期有一个非洲起源、高亮显示额外的负面影响,欧洲殖民土著和非洲人口”。

返回遗传祖先结果Afromexico基因组项目的参与者。信贷:女孩帕维尔加利纳直接。

对可持续aDNA研究

阿维拉Arcos希望她工作”的影响给我们带来的角度丰富多样的过去和现在,和水平的历史上受压迫的群体。”她强调,“我也希望它揭示了令人难以置信的潜力,aDNA研究过去的许多方面我们的生物。墨西哥一个生物多样性的县,有一个非常有趣的自然历史和aDNA可以帮助我们研究时间透镜。”

水准测量领域并不是一个简单的努力,然而。考虑她的实验室,科学家的工作追求aDNA分析-是古代的谨慎处理材料。aDNA分析需要替代的远古人类的破坏样品,一种责任,阿维拉Arcos并不携带轻:“在墨西哥,考古仍然被认为是国家遗产。他们的破坏性分析应该是合理的和负责任的和道德,”她说。沉积序列的能力aDNA (sedaDNA)在未来可能提供一个解决方案。“我们刚刚开始意识到土壤是一个宏伟的整个古代的DNA水库生态系统,它展示了许多承诺研究古代人类,。我认为在未来将会有更多的专注于研究sedaDNA我们人口的历史。”阿维拉Arcos补充说,“最好的部分是,我们不会仅仅依靠珍贵的人类样本的破坏性分析这样做!”

阿维拉Arcos博士解释了遗传祖先的结果从韦拉克鲁斯一个参与者。来源:女孩帕维尔加利纳直接。

阿维拉Arcos的工作也带来了沉重的道德意义,她处理非常敏感话题和深入研究历史毫无疑问会影响现在的人口。“我们需要非常小心,我们现在和我们的结果讨论。我们总是非常小心不使破坏叙事或歧视,”她说。与同事,阿维拉Arcos发表了一篇观点文章在在基因组学前沿,概述了可持续aDNA建议研究在全球南方。这是一个术语通常用来描述低收入国家,包括那些已经被殖民主义历史上受压迫。

球队状态aDNA研究媒体的吸引力,这个工作要结合趋势发表在期刊“高影响”,推动人类的祖先仍然是有限的或不参与当地研究人员和适当的社区。赌欧洲杯赔率

Gabriel博士Renaud丹麦技术大学的副教授、(差)的研究兴趣中心周围DNA测序和人口基因组学提供了他的思想在这个空间的挑战:“讨论大约有十大古DNA实验室,主要发现在富裕国家,从富裕国家和使用材料在著名期刊上发表文章告诉的历史文化,他们往往只模糊的熟悉——就是我们看过一部电影。这可能是19世纪的“考古”,“他说。

“我们需要之间找到合适的平衡点回馈不太富裕的国家——特别是当地科学家提供专业知识——需要小心的故事被边缘化的人群,遭受种族灭绝或殖民,和第一世界的科学家想要做正确的事,”Renaud补充道。

周围的讨论和辩论伦理实践aDNA源于土著人群声称尊重对待他们的祖先仍和尊重他们的口述历史,阿维拉Arcos说:“许多研究(一些源于大实验室Renaud提到)发表论文没有合适的咨询与本地社区,不包括他们的讨论,甚至检查他们的发现是否与他们的口头叙事相冲突。赌欧洲杯赔率“鉴于暴力虐待的殖民历史,剥削和边缘化,最小化土著声音进一步延续历史的伤害,她补充道。

我们如何罢工Renaud提出的平衡?“全球”aDNA研究提出的在全球南方阿维拉Arcos和他的同事们在他们前沿的视角:“这将需要应用全球可持续性的前提和正义和维护殖民主义的历史科学造成的危害意识,extractivism和其他形式的剥削全球北南半球国家的研究人员,”他们写道。“我认为我的土著的同事们在强调这些问题,做了大量工作”阿维拉Arcos状态。然而,他们争取可持续发展实践还远未结束。

面临的挑战是研究的一部分,不分心

本月早些时候,一个评论是发表在人类遗传学和基因组学(HGG)进步Kowal et al。这篇文章是一个应对指南共享自然在“人类遗体DNA研究的伦理”Alpaslan-Roodenberg等人于2021年。根据自然指南的高潮,一个普遍的全球协议,适用aDNA需要研究中的伦理指南,但是最近的建议不是一般化。

然而,Kowal等认为,“这些指导方针不充分考虑社区利益相关者的利益,包括后代社区和社区关系与潜在的-但还未被确认的祖先。赌欧洲杯赔率“HGG评论了三个问题:“科学”和“社区”的分离问题,开放数据的承诺“忽略了自主数据主权”的原则和不咨询社区的潜在风险建立了祖先-或潜在的联系。赌欧洲杯赔率

“自主协商aDNA研究还没有一个标准的许多南半球的国家。出于这个原因,我们强调本土科学家和涉众需要开放空间的辩论这些紧迫的问题,”阿维拉Arcos说。

这样的开放空间包括唱(暑期实习的原住民基因组学)财团研讨会已在美国进行、加拿大、澳大利亚和新西兰(新西兰)。唱歌是”与领导人合作,改变自主基因组学”的叙述,和阿维拉Arcos自豪的是,最近的财团发生在瓦哈卡州,墨西哥:“争论的其中一个是道德aDNA研究墨西哥的上下文中。我很高兴听到土著和Afrodescendant学生参加了研讨会。他们的人真的需要这些讨论。我希望将这些讨论的一些知识源于在我将来的研究,”她说。

Kowal et al强调aDNA人员不能集中在最低限度的研究实践,法律是必要的。相反,aDNA科学家必须努力确保铅来自世界各地的社区标识和“从事研究影响他们”。赌欧洲杯赔率他们承认这个任务不会没有挑战,尽管如此,“我们的方法的关键区别和Alpaslan-Roodenberg et al,我们看到这些挑战作为该研究的一部分,而不是一个分散注意力的科学努力,”他们写道。

“我设想未来的足智多谋aDNA实验室和地方之间的协作研究小组更水平和互利,“阿维拉Arcos总结道。

本文最初发表在22日的问题科学观察。