Мы расшифровали древнейшие генетические данные египтянина, человека, похороненного около 4500 лет назад.

от

Группа учёных секвенировала геном человека, похороненного в Египте около 4500 лет назад

Исследование, опубликованное в [Nature](https://www.nature.com/articles/s41586-025-09195-5), даёт редкое представление о генетическом происхождении древних египтян и выявляет связи как с древним населением Северной Африки, так и с Месопотамией, включая современный Ирак и части Сирии, Турции и Ирана.

Жара и рельеф Египта затрудняли проведение таких исследований, но ведущий исследователь Аделин Морез Джейкобс и её команда совершили прорыв. Мы поговорили с ней о трудностях секвенирования древних останков, научных достижениях, которые сделали это открытие возможным, и о том, почему этот геном может изменить наше понимание ранней династической истории Египта.

Секвенирование генома

Секвенирование генома — это процесс считывания всего генетического кода организма. У человека это около 3 миллиардов химических «букв» (A, C, T и G). Технология была впервые разработана в конце 1970-х годов, а к 2003 году учёные завершили [первый полный геном человека](https://www.genome.gov/11006929/2003-release-international-consortium-completes-hgp). Но применение её к древним останкам началось гораздо позже и было намного сложнее.

ДНК со временем разрушается. Жара, влажность и химические реакции повреждают её, а древние кости и зубы заполнены ДНК почвенных микробов, а не человека, которого мы хотим изучить. В начале 1980-х учёные надеялись, что мумифицированные останки всё ещё могут содержать [пригодную для использования ДНК](https://www.annualreviews.org/docserver/fulltext/ge/38/1/annurev.genet.37.110801.143214.pdf?expires=1756129023&id=id&accname=guest&checksum=81EB6D398AD6CA1D2777D32CDB1CD4F6). Но доступные методы секвенирования не подходили для крошечных, фрагментированных молекул, оставшихся после столетий или тысячелетий.

Преодоление трудностей

Чтобы секвенировать ДНК, учёным сначала нужно сделать множество её копий, чтобы было достаточно для чтения. Первоначально это означало введение ДНК в бактерии и ожидание роста колоний. Это занимало дни, требовало тщательного ухода и давало противоречивые результаты. Два прорыва изменили это.

В начале 1990-х годов [ПЦР](https://www.yourgenome.org/theme/what-is-pcr-polymerase-chain-reaction/) (полимеразная цепная реакция) позволила получать миллионы копий ДНК за несколько часов, а к середине 2000-х новые секвенаторы могли считывать тысячи [фрагментов параллельно](https://emea.illumina.com/science/technology/next-generation-sequencing.html). Эти достижения не только ускорили процесс, но и сделали его более надёжным, позволив секвенировать даже сильно деградированную ДНК.

С тех пор исследователи реконструировали геномы вымерших родственников человека, таких как неандертальцы, и более чем 10 000 древних людей, живших [за последние 45 000 лет](https://archaeology.org/collection/ancient-dna-revolution/). Но работа по-прежнему сложна — успех редко достигается при работе с очень старыми останками, а тропический климат быстро разрушает ДНК.

Наше исследование стало необычным, потому что нам удалось секвенировать удивительно хорошо сохранившийся геном из региона, где древняя ДНК редко сохраняется.

При анализе образца мы обнаружили, что около 4–5% всех фрагментов ДНК принадлежали самому человеку (остальное — бактериям и другим организмам, колонизировавшим останки после захоронения). Количество ДНК, представляющей интерес (в данном случае человеческой), обычно составляет от 40% до 90% при работе с живыми организмами. Эти 4–5% могут показаться крошечными, но для этой части мира это относительно высокая доля, достаточная для восстановления значимой генетической информации.

Мы думаем, что необычное захоронение человека могло помочь. Его поместили в керамический сосуд в скальной гробнице, что могло защитить его от жары, влаги и других разрушительных элементов на протяжении тысячелетий.

Чтобы максимально использовать эту редкую сохранность, мы отфильтровали самые короткие фрагменты, которые слишком повреждены, чтобы быть полезными. Затем секвенаторы смогли сосредоточиться на более качественных фрагментах. Благодаря передовым возможностям [Института Фрэнсиса Крика](https://www.crick.ac.uk/), мы смогли прочитать ДНК снова и снова, получив в общей сложности около восьми миллиардов последовательностей. Это дало нам достаточно данных для реконструкции генома человека, которого мы называем индивидуумом Нувайрат, сделав его самым старым геномом из Египта на сегодняшний день.

Мы не разрабатывали полностью новые методы для этого исследования, но объединили некоторые из наиболее эффективных методов, доступных в настоящее время, в единый оптимизированный алгоритм. Это то, что часто делают палеогенетики (учёные, изучающие ДНК древних организмов): мы адаптируем и совершенствуем существующие методы, чтобы расширить границы того, что можно извлечь из хрупких останков.

Именно поэтому этот результат имеет значение. Он показывает, что при правильной комбинации методов мы иногда можем извлечь геномы даже из мест, где ДНК обычно плохо сохраняется, например, в Египте.

Египет также является сокровищницей для археологии, с останками, которые могут ответить на важные вопросы об истории человечества, миграции и культурных изменениях. Наш успех предполагает, что другие древние египетские останки могут всё ещё содержать генетические секреты, открывая дверь к открытиям, которые мы не могли себе представить всего десять лет назад.

Наиболее захватывающим результатом стало раскрытие генетического происхождения этого человека. Сравнив его ДНК с древними геномами из Африки, Западной Азии и Европы, мы обнаружили, что около 80% его происхождения было общим с более ранними популяциями Северной Африки, что указывает на общие корни в более ранних местных популяциях. Оставшиеся 20% были более похожи на группы из восточного Плодородного полумесяца, особенно на неолитическую Месопотамию (современный Ирак).

Эта генетическая информация соответствует археологическим [данным](https://www.britannica.com/place/ancient-Egypt/The-Predynastic-and-Early-Dynastic-periods) о давних связях между Египтом и восточным Плодородным полумесяцем, насчитывающих не менее 10 000 лет, с распространением земледелия, одомашненных животных и новых культур в Египет. Оба региона также разработали одни из первых в мире систем письма: иероглифы в Египте и клинопись в Месопотамии. Наше открытие добавляет генетические доказательства к этой картине, предполагая, что вместе с товарами и идеями между этими регионами перемещались и люди.

Конечно, один человек не может представлять всё разнообразие древнего египетского общества, которое, вероятно, было сложным и космополитичным, но это успешное секвенирование открывает двери для будущих исследований, создавая более богатую и детализированную картину людей, которые жили там на протяжении тысячелетий.

Предоставлено [The Conversation](https://phys.org/partners/the-conversation/).

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте