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基因测序解码历史上的致命疾病
2015.09.30       来源:idna.com.cn      

  利用新方法,研究人员分析了提取自受害者骨头和牙齿的历经数世纪之久的病原体。 去年8月,Johannes Krause进行了一个鲜有人尝试的“壮举”:他对一具700年历史的人体骸骨进行了遗传尸检。Krause从一个死于14世纪丹麦麻风病人隔离区的年轻女性牙齿中提取了DNA,并计算了来自细菌、污染物以及麻风病病原体(麻风分枝杆菌)的混杂遗传物质有多少。   

  他惊讶地发现,40%的DNA与现代麻风分枝杆菌相匹配,只有9%的DNA是人类DNA。作为德国宾根大学的古遗传学家,Krause认为,这不可能。  
  他再次进行了研究,并得出同样的结论。“这是疯狂的。”他说,“我从未想过,人体骨骼中病原体的DNA多于人类DNA。而在当今麻风病患者中,你不会发现这种情况。”    
  重现历史 Krause和他的研究生——生物化学家Verena Schuenemann意识到,自己撞上了一个科学头奖。“利用如此高浓度的细菌,我们试着让一个梦想成真。”Schuenemann说。他们立刻测序了该古代杆菌基因组,而非像过去那样依赖实验室技术捕获分化的古老DNA。  
  日前,Krause及其同事将成果发表于《科学》杂志网络版,公布了使用鸟枪测序法测序的中世纪麻风分枝杆菌全基因序列。这个突破令人非常惊讶,因为研究人员尚未对从活着的麻风病人体内提取的麻风分枝杆菌基因进行直接测序。这种细菌不能在细胞培养中生长,因此研究人员用人类麻风分枝杆菌感染了犰狳和老鼠,以便获得足够的样本用于测序。  
   Krause研究小组十分幸运地获得了样本。“我们在基因序列方面获得了难以置信的进展。”美国哈佛大学进化遗传学家Charles Nunn说,“这对理解在今天和过去循环的病原体之间的关系十分重要。”利用铺天盖地的数据,一些实验室陆续采集了“传奇杀手”的DNA,其中包括,结核病(TB)、鼠疫、霍乱、利什曼虫、麻风病、马铃薯晚疫病以及艾滋病。他们从古代牙齿、骨头、头发、排泄物和土豆皮与叶子中,收集到了这些“罪犯”的线索,然后解码了基因序列。  
   始于3年前的相关研究,为人们理解历史事件打开了新局面,看清了引发人类最严重流行病的“元凶”的真实面目。“很多存在于历史记录中的疾病,我们不清楚病原体是什么。”美国亚利桑那州立大学分子人类学家Anne Stone说。  
   相关研究还揭示了病原体首先感染人体哪一部分,以及为何随着时间的推移,它们会变得更毒或消弭。例如,了解很久之前的都市化引发严重TB杆菌的进化,在当今日益城市化的世界“能够发现最好的疫苗接种和药物治疗策略”,英国曼彻斯特大学生物分子考古学家Terence Brown说。  





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