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焦點(diǎn)熱文：科學(xué)家“復(fù)活”石器時(shí)代分子
發(fā)布時(shí)間：2023-05-05 08:45:09 文章來源：科技日報(bào)
科學(xué)家“復(fù)活”石器時(shí)代分子


(資料圖片)

古代基因組重建和生物技術(shù)的突破正在揭示舊石器時(shí)代微生物豐富的分子秘密。在最新一期《科學(xué)》雜志上發(fā)表的研究中，德國萊布尼茨天然產(chǎn)物研究和感染生物學(xué)研究所、馬克斯·普朗克進(jìn)化人類學(xué)研究所以及美國哈佛大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)重建了更新世以前未知細(xì)菌的基因組，并由此建立了一個(gè)平臺以恢復(fù)古代細(xì)菌的天然產(chǎn)物。

當(dāng)一個(gè)生物體死亡時(shí)，它的DNA會迅速降解并分裂成許多微小的碎片?？茖W(xué)家可通過將這些DNA片段與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配來識別其中的一些片段，但大多數(shù)古代DNA無法與當(dāng)今已知的任何東西相匹配。這個(gè)問題長期以來一直困擾著科學(xué)家。近年來計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步使得將DNA片段重新組合在一起成為可能，就像拼圖一樣，或可重建未知的基因和基因組。

經(jīng)過3年的測試和優(yōu)化，科學(xué)家取得了突破，實(shí)現(xiàn)了長度超過100000個(gè)堿基對的DNA片段，并恢復(fù)了廣泛的古代基因和基因組。他們現(xiàn)在可從數(shù)十億個(gè)未知的古代DNA片段開始，系統(tǒng)地將它們整理成冰河時(shí)代失傳已久的細(xì)菌基因組。

團(tuán)隊(duì)專注于重建牙結(jié)石細(xì)菌基因組，這些牙齒來自12個(gè)生活在公元前102000年到40000年的尼安德特人，34個(gè)生活在公元前30000年到150年的古人類，以及18個(gè)現(xiàn)代人類。牙結(jié)石是身體中唯一會在一生中經(jīng)常變成化石的部分，它會將活的牙菌斑變成礦化細(xì)菌的“墓地”，研究人員以此重建出了之前未被描述過的細(xì)菌物種。

團(tuán)隊(duì)還使用合成分子生物技術(shù)工具，讓活細(xì)菌產(chǎn)生了由古老基因編碼的化學(xué)物質(zhì)。這是該方法首次成功應(yīng)用于古代細(xì)菌，導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的微生物天然產(chǎn)物家族，研究人員將其命名為“古呋喃”。這是獲取地球過去微生物隱藏的化學(xué)多樣性的第一步，等同于為天然產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)增加了一個(gè)新時(shí)間維度。

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