我们解码了一名埃及人最古老的基因数据，他在4500年前被埋葬
我们解码了一名埃及人最古老的基因数据，他在4500年前被埋葬。来源：由利物浦大学加斯唐考古博物馆提供。
Nuwayrat 的岩石坟墓包围着装有陶棺墓葬的陶器。（照片：Garstang Museum of Archaeology/利物浦大学）
（蜘蛛网eeook.com）据《对话》（Adeline Morez Jacobs）：一组科学家对大约4500年前埋葬在埃及的一名男子的基因组进行了测序。这项研究为早期埃及人的遗传祖先提供了罕见的见解，并揭示了与古代北非和美索不达米亚的联系，美索不达米亚包括现代伊拉克以及叙利亚、土耳其和伊朗的部分地区。
埃及的高温和地形使此类研究难以进行，但首席研究员Adeline Morez Jacobs和团队取得了突破。我们与她讨论了古代遗骸测序的挑战，使这一发现成为可能的科学进步，以及为什么这个基因组可以重塑我们对埃及早期王朝历史的理解。
什么是基因组测序？它在你的世界里是如何运作的？
基因组测序是读取生物体全部遗传密码的过程。在人类中，这大约是30亿个化学“字母”（A、C、T和G）。这项技术最早是在20世纪70年代末开发的，到2003年，科学家们已经完成了第一个完整的人类基因组。但将其应用于古代遗迹要晚得多，而且要困难得多。
DNA会随着时间的推移而分解。高温、潮湿和化学反应会破坏它，古老的骨骼和牙齿充满了来自土壤微生物的DNA，而不是来自我们想要研究的个体。在20世纪80年代的早期尝试中，科学家们希望木乃伊遗骸可能仍然含有可用的DNA。但现有的测序方法不适合几个世纪或几千年后留下的微小、破碎的分子。
为了对DNA进行测序，科学家们首先需要复制大量的DNA，这样就有足够的DNA可供阅读。最初，这意味着将DNA放入细菌中并等待菌落生长。这花费了数天时间，需要仔细维护，并产生了不一致的结果。两项突破改变了这一点。
在20世纪90年代初，PCR（聚合酶链式反应）允许在数小时内复制数百万个DNA拷贝，到21世纪中期，新的测序仪可以并行读取数千个片段。这些进展不仅加快了这一过程，而且使其更加可靠，甚至可以对高度降解的DNA进行测序。
从那时起，研究人员重建了尼安德特人等已灭绝人类亲属的基因组，以及生活在过去45000年中的10000多名古人的基因组。但这项工作仍然具有挑战性——非常古老的遗骸的成功率很低，热带气候会迅速破坏DNA。
你对这些遗骸进行的测序有什么特别之处？
让我们的研究与众不同的是，我们能够从一个古代DNA很少存活的地区对一个保存完好的基因组进行测序。
当我们分析样本时，我们发现大约4%-5%的DNA片段来自这个人自己（其余的来自埋葬后定植在遗体上的细菌和其他生物）。当与生物体一起工作时，感兴趣的DNA（这里是人类）的数量通常在40%到90%之间。这4%-5%听起来可能很小，但在世界的这个地区，这是一个相对较高的比例，足以恢复有意义的遗传信息。
我们认为这个人不同寻常的葬礼可能有所帮助。他被放在一个岩石凿成的坟墓里的陶瓷容器里，这可以保护他免受高温、潮湿和其他破坏性因素的影响数千年。
为了充分利用这种罕见的保存，我们过滤出了最短的碎片，这些碎片已经损坏得无法使用。然后，测序仪可以专注于更高质量的片段。多亏了弗朗西斯·克里克研究所的先进设施，我们能够反复读取DNA，总共产生了大约80亿个序列。这为我们提供了足够的数据来重建我们所说的Nuwayrat个体的基因组，使他成为迄今为止埃及最古老的基因组。
这是否开辟了新的领域？
我们没有为这项研究开发全新的技术，但我们将目前可用的一些最有效的方法组合到一个优化的管道中。这就是古遗传学家（研究古代生物DNA的科学家）经常做的事情：我们调整和改进现有的方法，以突破从脆弱遗骸中回收的极限。
这就是为什么这个结果很重要。这表明，通过正确的方法组合，我们有时甚至可以从DNA通常不能很好存活的地方（如埃及）检索基因组。
埃及也是考古学的宝库，其遗骸可以回答有关人类历史、移民和文化变革的重大问题。
我们的成功表明，其他古埃及遗骸可能仍然拥有遗传秘密，为我们十年前无法想象的发现打开了大门。
你从测序中得到的最大收获是什么？
最令人兴奋的结果是发现了这个人的遗传血统。通过将他的DNA与来自非洲、西亚和欧洲的古代基因组进行比较，我们发现他的祖先中约有80%与早期的北非人群共享，这表明他在早期的当地人群中有共同的根。剩下的20%与新月沃地东部的群体更相似，特别是新石器时代的美索不达米亚（今伊拉克）。
这听起来可能是意料之中的，但到目前为止，我们还没有来自古王国时期（公元前2686-2125年）埃及个体的直接遗传数据。这些结果支持了早期对这一时期骨骼特征的研究，这些研究表明与前王朝时期的种群有着密切的联系，但基因组提供了一个更精确和更确凿的图景。
这一遗传特征与埃及和东部新月沃地之间长期存在联系的考古证据相吻合，这种联系可以追溯到至少1万年前，当时农业、驯养动物和新作物传入埃及。这两个地区还发展了一些世界上最早的书写系统，埃及的象形文字和美索不达米亚的楔形文字。我们的发现为这一图景增添了遗传证据，表明除了商品和想法，人们自己也在这些地区之间流动。
当然，一个人无法代表古埃及社会的全部多样性，古埃及社会可能是复杂而国际化的，但这种成功的测序为未来的研究打开了大门，为数千年来生活在那里的人们构建了一幅更丰富、更细致入微的图景。
