구석기 시대 펜던트에서 발견된 고대 인간 DNA

Nature 618권, 328~332페이지(2023)이 기사 인용

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돌, 뼈, 치아로 만든 인공물은 홍적세의 인간 생존 전략, 행동 및 문화를 이해하는 데 기본입니다. 이러한 자원은 풍부하지만, 이 시대에 드물게 매장지에서 발견되지 않는 한, 인공물을 형태학적 또는 유전학적으로 특성화할 수 있는 특정 인간 개인1과 연관시키는 것은 불가능합니다. 따라서 생물학적 성별이나 유전적 조상을 기반으로 홍적세 개인의 사회적 역할을 식별하는 우리의 능력은 제한적입니다2,3,4,5. 여기서 우리는 고대 뼈와 치아 인공물에 갇힌 DNA를 점진적으로 방출하기 위한 비파괴적 방법의 개발을 보고합니다. 러시아 데니소바 동굴의 후기 구석기 시대 사슴 이빨 펜던트에 이 방법을 적용한 결과 고대 인간과 사슴 미토콘드리아 게놈이 복구되어 펜던트의 나이를 약 19,000~25,000년으로 추정할 수 있었습니다. 핵 DNA 분석 결과 펜던트를 만들거나 착용한 것으로 추정되는 인물은 같은 시기에 살았지만 이전에는 시베리아의 더 동쪽에서만 발견되었던 고대 북유라시아인 그룹과 강한 유전적 친화력을 가진 여성인 것으로 확인되었습니다. 우리의 작업은 선사시대 고고학에서 문화적, 유전적 기록이 어떻게 연결될 수 있는지 재정의합니다.

구석기 시대 유물은 일반적으로 가까운 거리에서 발견되더라도 연대가 수백 또는 수천 년 차이나는 다수의 물체를 포함하고 있습니다1. 따라서 인간의 유해를 특정 물체와 연관시키는 것은 어려울 수 있습니다. 퇴적물6,7,8에서 인간 DNA를 검색하는 데 있어 최근의 발전은 인공물을 유전적 개체군과 연결하는 데 사용될 수 있습니다. 그러나 이러한 물체의 특정 제작자나 사용자를 정확하게 식별하려면 현대 법의학 조사와 유사하게 물체 자체에서 직접 인간 DNA를 복구해야 합니다. 이론적으로 이러한 분석은 동물의 뼈나 치아로 만든 인공물에 가장 유망합니다. 이는 다공성이어서 체액(예: 땀, 혈액 또는 타액)의 침투에 도움이 될 뿐만 아니라 수산화인회석을 함유하고 있기 때문입니다. DNA를 흡착하고 가수분해 및 뉴클레아제 활성에 의한 분해를 감소시키는 것으로 알려져 있습니다9,10. 따라서 고대 뼈와 치아는 유기체 내에서 일생 동안 방출되는 DNA뿐만 아니라 사후에 미생물 군집화11 또는 인간의 취급을 통해 기질에 들어가는 외인성 DNA에 대한 트랩 역할을 할 수 있습니다. 그러나 고대 골격 물질에서 DNA를 추출하려면 파괴적인 샘플링이 필요하거나 추출 버퍼12,13에 직접 담그면 표본이 변경될 위험이 있습니다. 홍적세 유적지에서는 뼈와 치아 유물이 부족하기 때문에 보존이 주요 관심사입니다. 특히 광범위하게 다루거나 신체 접촉 시 착용했던 펜던트 및 기타 장식품은 더욱 그렇습니다. 따라서 우리는 표면 미세 지형을 포함하여 재료의 무결성을 보존하는 뼈와 치아로부터 DNA를 분리하는 방법을 개발하고 뼈와 치아 인공물에서 DNA 검색 가능성을 조사하기 시작했습니다.

비파괴적인 DNA 추출과 호환되는 시약을 식별하기 위해 우리는 프랑스의 Quinçay 및 Les Cottés의 구석기 시대 유적지(확장 데이터 표 1 및 보충 정보 1)에서 일반적으로 사용되는 재료와 크기 및 모양이 유사한 10개의 변형되지 않은 동물상 유적을 선택했습니다. 뼈 인공물 생산을 위해 이전에 고대 DNA 추출에 사용된 여러 시약과 비교를 위해 물에 담갔습니다. 여기에는 (1) 비파괴 DNA 추출을 위해 이전에 제안된 구아니디늄 티오시아네이트 함유 시약12, (2) 고대 DNA 추출에 일반적으로 사용되는 탈염제인 에틸렌디아민테트라아세테이트(EDTA) 용액14,15,16, (3) 나트륨 표면에 노출된 오염 물질 DNA11,17를 제거하는 데 사용되는 산화 시약인 차아염소산염(표백제) 용액 및 (4) 세제11로 보충된 인산 나트륨 완충액은 최근 분말 뼈 샘플18에서 온도 제어 DNA 방출을 가능하게 하는 것으로 나타났습니다. .