Sådan udvindes DNA fra en 500 år gammel menneskelig tand

Sådan udvindes DNA fra en 500 år gammel menneskelig tand

Det følgende er et uddrag fra Oprindelse: En genetisk historie om Amerika af Jennifer Raff.

Ansvarsfraskrivelse: Når du køber produkter via linket Bookshop.org på denne side, kan Science Friday tjene en lille kommission, som hjælper med at støtte vores journalistik.




Hent bogen

Oprindelse: En genetisk historie om Amerika

Købe

Det var længe siden, jeg havde arbejdet på bænken, men som jegbegyndte processen med at dekontaminere overfladen af ​​500-år-gammel tand -en opblødning i blegemiddel, en skylning med DNA-gratis vand,en 10-minut session i den lille ultraviolette lyskasse påbordplade—Jeg var lettet over at opdage, at jeg stadig havde mine 'hænder'. anti-forureningslaboratoriepraksis i det gamle laboratorium er nøjagtigeing, men jeg har fundet ud af, at de også blev oversat til fremragendeforberedelse til en coronavirus-pandemi. Du må aldrig røredit ansigt med dine hænder. Du må aldrig give dine hænder overåbne rør, og efterlad heller ikke rør eller beholdere med låget aføjeblik længere end nødvendigt. Hver gang du rører dine hændertil enhver overflade, skal du blege dem bagefter. Hver gang dufærdig med at arbejde i et laboratorierum, skal du blege bådebordplade og det udstyr, du brugte. Det kræver et konstant sindfylde og timers træning til at fungere i dette miljø.Laboratorieforskere ringer til alle, der er dygtige til at arbejdeved bænken en person med 'gode hænder'. I den ældgamle DNA-verden er dette for det meste fokuseret på en person, der kan opretholde denne opmærksomhed med at forhindre kontaminering.

Denne tvangsmæssige opmærksomhed på steril teknik er kun én årsagsøn, hvorfor få mennesker ønsker at arbejde inden for vores felt. En anden grund erhvor sjældent det lykkes dig rent faktisk at få DNA fra en knogle.Mens du kan få enorme mængder DNA fra blot en vatpindaf et levende menneskes kind, er gammelt DNA en helt andenhistorie. Beskadiget, fragmenteret, sparsom og blandet med enorme mængderbånd af forurenende moderne DNA, er molekylerne sjældent nogensindefindes i påviselige mængder inden for en given knogle eller tand,og processen med at genoprette dem er ekstraordinært vanskelig.

Min selvtillid til mine hænder voksede, da jeg flyttede den rensede, tørrede tand til et stort skab på en nærliggende bænk. Denne hætte, lavet af klart plexiglas med en hængslet front, der åbnede lige nok til, at jeg kunne glide mine hænder ind i, var faktisk et ældgammelt DNA-laboratorium-i-et-laboratorium. Vi havde flere af dem spredt ud over rummet, hver dedikeret til et par stadier af DNA-ekstraktionsprocessen. Adskillelse af vores aktiviteter til forskellige lukkede rum giver endnu et kritisk mål for beskyttelse mod forurening. Men der var endnu mere omhu, der skulle tages med det første trin af udvindingsprocessen; mekanisk pulverisering af knogle- eller tandprøven kan resultere i, at materiale kommer over hele laboratoriet. Dette betød, at jeg skulle operere inde i et endnu mindre rum i emhætten: for at være specifik, en lille plastikhandskeboks, der ville fange alt løst pudder. Jeg slangede et bor gennem en af ​​portene på siden og begyndte forsigtigt at arbejde på tanden. Tandens overflademateriale gik i en lille plastikbakke, for at blive kasseret som sandsynligvis forurenet. Jeg udvidede det hul, jeg var ved at bore, og skrabede pulver fra indersiden af ​​tanden ind i en anden bakke (tidligere dekontamineret ved udsættelse for ultraviolet stråling). Da jeg tog bakken ud af æsken, vejede jeg den på en vægt: 0,025 gram - omkring halvdelen af ​​den mængde materiale, jeg havde brug for. Jeg fortsatte med at bore i tanden og prøvede hårdt ikke at knække den, mens jeg udgravede pulver. Dette var mit mindst foretrukne trin i hele processen - jeg var spændt og fuldstændig fokuseret, indtil jeg havde vippet det hvide pulver i et DNA-frit plastikrør.

Jeg åndede lettet op, da jeg endelig havde udvundet nok pulver til at komme videre. Vi forsøger ikke at prøve mere af et individs rester, end det er absolut nødvendigt for at opnå DNA, og der er et enormt pres for ikke at ødelægge de bittesmå prøver.

Men belønningen er presset værd.

Det er forbløffende, når du stopper op med at tænke over det: Denne lille udtrækning fra en 500 år gammel tand, dette pulver, mindre end en knivspids salt, kan indeholde en optegnelse over tusinder af år af denne persons forfædre. Jeg fyldte røret med en opløsning, der indeholdt et kemikalie til at binde det calcium, der var til stede i pulveret, og tilføjede derefter en lille mængde af et enzym, der ville tygge alle proteinerne i prøven op. Jeg tilføjede de samme kemikalier til et andet rør, som ville tjene som min negative kontrol: en test af, om der blev indført DNA på nogen af ​​de efterfølgende stadier af ekstraktionsprocessen. Hvis der ved afslutningen af ​​den fire dage lange proces dukkede DNA op i min negative kontrol, ville jeg være nødt til at antage, at prøven også var kontamineret. Jeg skulle derefter vurdere enhver mulig kilde til forurening - kemikalierne, rørene, udstyret, bordpladen, vandet, mine egne teknikker - indtil jeg identificerede problemet og fiksede det. Gamle DNA-forskningsgrupper er bygget på tillid: tillid mellem efterkommersamfundene og PI'erne (Principle Investigator), tillid mellem PI'erne og deres universitetsadministratorer, tillid mellem PI'erne og de studerende, tillid til at ens medforskere har gode hænder, tillid til at reagenserne er DNA-fri, og stol på, at enhver person vil rapportere kontaminering med det samme og gøre alt, hvad der skal til for at afbøde det.


Uddrag fra Oprindelse: En genetisk historie om Amerika ©2022 Jennifer Raff og genoptrykt med tilladelse fra Twelve Books/Hachette BookGruppe