Древняя ДНК человека сохраняется в клее гнид

Международная команда ученых получила древнюю человеческую ДНК из клейкого вещества, которым гниды прикрепляются к волосам, и рассказала о результатах в Molecular Biology and Evolution.

Вши Pediculus humanus часто встречаются в человеческих останках, в том числе в волосах американских и египетских мумий. Самки вшей выделяют клейкое вещество, которое прикрепляет яйца (гниды) к волосам. Это же вещество формирует оболочку гниды, в которой она отлично сохраняется в течение многих лет. Клей представляет собой белковую субстанцию с высоким содержанием насыщенных жирных кислот и алифатических молекул. Исходя из свойств клея ученые предположили, что он может также захватывать и сохранять ДНК хозяина.

Это предположение они проверили на восьми мумиях, хранящихся в музеях Аргентины и Чили. По данным радиоуглеродного анализа, возраст мумий составляет примерно 600–2000 BP. Гниды были получены с образцов волос, до шести гнид от каждой мумии. Дополнительно ученые взяли один зуб и костный материал мумии — их использовали для сравнения сохранности человеческой ДНК в клее гнид и в традиционных материалах. Кроме того, человеческую ДНК из клея гнид сравнили с таковой из пищеварительного тракта взрослых вшей, снятых с образцов XIX века, которые хранятся в Музее естественной истории Оксфордского университета. Дополнительно авторы проанализировали митохондриальную ДНК самих гнид.

С помощью микроскопических методов ученые подтвердили присутствие в клее хорошо сохранившихся частичек кутикулы волоса и ядер в человеческих клетках. Для выделения ДНК выбрали образцы гнид с двух аргентинских мумий. После секвенирования покрытие человеческого ядерного генома для этих образцов составило 0,006x и 0,1x, митохондриального — 1,7х и 0,08x. Ученые подтвердили наличие древней человеческой ДНК и отсутствие контаминации.

Южноамериканские индивиды оказались носителями митохондриальной гаплогруппы A2, что согласуется с предыдущими исследованиями: A2 считается одной из нескольких материнских линий в американской популяции основателей. Полногеномный анализ с использованием широкой панели современных и древних генотипов показал, что геномы аргентинских индивидов формируют группу, отдельную от геномов из Северной и Центральной Америки и имеющую сходство с геномами Южного конуса. Эта популяция мигрировала с северо-запада Амазонии в Анды центрально-западной Аргентины. Анализ митохондриальных гаплогрупп гнид и сопоставление результатов с данными, полученными ранее для других образцов, подтвердили историю миграции. ДНК из пищеварительного тракта взрослых вшей принадлежала индивиду с острова Борнео, что соответствует музейным данным. Авторы отмечают, что доля ДНК хозяина в пищеварительном тракте взрослых вшей была ниже, чем в клее гнид.

Они также обнаружили и проанализировали ДНК микроорганизмов и вирусов, сохранившуюся в клее. В частности, 115 ридов принадлежали онкогенному полиомавирусу клеток Меркеля (MCPyV). На сегодня это самый ранний задокументированный случай заражения MCPyV.

Таким образом, в работе впервые показано, что клей гнид можно использовать в качестве источника древней человеческой ДНК. При этом ее количество, достаточное для анализа, можно выделить из клея всего шести гнид. Работа имеет большое практическое значение, так как гниды часто присутствуют в волосах мумий. Кроме того, сохранность человеческой ДНК в клее гнид делает возможным анализ даже в том случае, если в распоряжении ученых есть только образец волос.