DNA antigo

O DNA antigo (aDNA) refere-se ao estudo do DNA extraído de amostras que morreram há décadas, centenas ou às vezes milhares de anos. Exemplos incluem a análise do DNA recuperado de achados arqueológicos, amostras de museu, restos fósseis e outras amostras incomuns. Em geral estes espécimes não foram preservados para fins de estudos genéticos e genómicos. As técnicas usadas na extração de aDNA são aplicáveis a qualquer situação em que o DNA tenha se degradado ao ponto de não poder ser usada a técnica convencional de extração de DNA fresco. Praticamente falando, o termo aDNA refere-se ao estado do ADN, não necessariamente à idade.

Técnicas

Técnicas diferentes são necessárias para extrair ADN antigo, pelo que a extracção tem de ser feita num laboratório especializado em aDNA. Uma amostra fresca de ADN pode ser da ordem de microgramas. Se o laboratório for exposto a baixos níveis de DNA alienígena na ordem de nanogramas ou picogramas, a contaminação não aparecerá nos resultados. Em contraste, uma amostra de aDNA está normalmente na ordem de nanogramas ou mesmo picogramas, de modo que nanogramas ou picogramas extras de contaminação podem ser fatais para a análise.

O problema com a extração de aDNA é simplesmente que o DNA é uma estrutura muito complexa que se degrada assim que o organismo morre devido a bactérias que causam a decomposição do cadáver. Isto é acelerado se o DNA for exposto aos “elementos”, e por quaisquer produtos químicos que possam estar presentes (como o fluido de embalsamamento). As amostras mais antigas que produziram aDNA tendem a ser encontradas em climas frescos e secos em altitudes elevadas que ajudaram a retardar a acção bacteriana e mantiveram o ADN longe do calor e humidade.

O cromossoma Y tem quase 60 milhões de pares de bases e só existe um por célula. A análise do DNA do Y depende da extração de DNA suficiente de certas regiões dentro desses 60 milhões de pares de bases para análise. Para restos altamente degradados, é altamente improvável que um número suficiente do Y certo sobreviva para análise.

Há uma chance muito maior de recuperar DNA mitocondrial (mtDNA) suficiente para uma identificação. Isto torna mais fácil para o laboratório extrair ADN utilizável, mas muito mais difícil para os genealogistas que procuram a referência familiar, uma vez que é necessário seguir a linha feminina. Há até 1.000 mitocôndrias por célula, cada uma com cinco a dez cópias do seu próprio genoma de 16.569 pares de base. Portanto, pode haver até 10.000 cópias por célula do genoma mtDNA. Isto resulta em uma probabilidade muito maior de recuperação do mtDNA de restos gravemente degradados.

Embalming cria mais problemas. O formaldeído encontrado no fluido de embalsamamento não só desnatura o DNA, mas também faz com que os fios de DNA se cruzem entre si e com outros fios de DNA, muito parecido com uma bola de fita adesiva enrolada. O dano é permanente. O formaldeído oxida ao paraformaldeído, o que pode inibir a Proteinase K utilizada durante a extracção. Assim, para os restos embalsamados, a extração do aDNA deve superar os problemas de degradação pela ação bacteriana envolvida na decomposição e degradação devido à exposição aos elementos, além da inibição do processo de extração pela presença de formaldeído oxidado. Foram desenvolvidos protocolos para tentar quebrar as ligações cruzadas formadas pelo formaldeído. Estes envolvem micro ondulação e ciclagem de temperatura do pó ósseo. Infelizmente, para espécimes muito frágeis, este protocolo também pode destruir o DNA. O que tem tido mais sucesso é mergulhar o pó ósseo numa solução de PBS que permite que o paraformaldeído flutue até ao topo, com o pó ósseo a afundar-se até ao fundo. Uma vez removido o paraformaldeído, o pó ósseo restante é dissolvido com um processo de desmineralização, liberando o DNA que está escondido no fundo da matriz óssea que não foi afetado pelo processo de embalsamamento. Isto pode duplicar o rendimento do aDNA.

O melhor lugar para procurar o aDNA é no osso petroso. Os dentes também são preferidos para o DNA antigo. O esmalte é a substância mais dura do corpo e embora não contenha ADN, proporciona protecção física à dentina que o contém e ajuda a proteger o ADN na dentina. Qualquer outro osso compacto denso, como um fémur ou outro osso longo, também pode ser usado.

Metodologia

• Marx V (2017). Genética: novos contos do DNA antigo. Métodos da Natureza 14: 771-774. Publicado online em 24 de Julho de 2017. Uma visão geral da methdologia atual do DNA antigo e descobertas.
• Hansen HH , Damgaard PB , Margaryan A et al (2017). Comparando a preservação do DNA antigo em osso petroso e cemento dentário. PLOS One publicado online 27 de Janeiro de 2017.
• Orlando L, Gilbert MTP, Willerslev E (2015). Reconstruindo genomas e epigenomas antigos. Nature Reviews Genetics. Publicado online 09 de Junho de 2015.
• Raff, Jennifer (2014). Como saber se um estudo de DNA antigo é legítimo? Violent Metaphors blog, 7 fevereiro 2014
• Rohland N and Hofreiter M (2007). Extracção de ADN antigo de ossos e dentes. Nature Protocols 2 1756-1762.

Publicado online: 12 julho 2007 | doi:10.1038/nprot.2007.247

• Gilbert, M TP; Bandelt H-J, Hofreiter M, Barnes I (2005). Avaliação de estudos de DNA antigos. Trends in Ecology and Evolution 20 (10): 541-544.
• Pääbo S. Poinar H, Serre D, Jaenicke-Despres V, Hebler J, Rohland N, Kuch M, Vigilant L, Hofreiter M (2004). Análises genéticas a partir de DNA antigo. Annual Review of Genetics 38: 645-679. Inclui uma visão geral dos critérios de autenticidade.
• Cooper, A e Poinar, HN (2000). DNA Antigo: Faça bem ou não faça nada. Ciência; 289 1139.

Bases de dados

• BÓDIGOS – A base de dados on-line britânica e irlandesa para os restos humanos escavados
• Evidência do passado: um mapa e status dos restos antigos nos EUA
• Jean Manco. Introdução ao DNA antigo (do Arquivo da Internet). Site de Jornadas Ancestrais mantido pelo falecido Jean Manco. Inclui links para tabelas que documentam os resultados de vários estudos de ADN antigo, incluindo gráficos de grupos de haplogrupos de mitocondriais e cromossomas Y extraídos de restos humanos históricos e pré-históricos

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• Uma lista de estudos de DNA antigo de cromossomas Y do blog de Dienekes

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Notícias

A “Spitalfields Princess”

A “Spitalfields Princess” foi encontrada num Cemitério Romano no Spitalfields Market, Londres, Inglaterra, em 1999 e foi tema de um programa de televisão da BBC “Meet the Ancestors”:

• Desenterrar os Romanos: Descobrindo pessoas no Spitalfields Market
• Girl power by Jenny Hall Classical Association News Number 24, June 2001.
• Yuppie Roman “yuppie” had Spanish Genes Steve Connor, The Independent, 2nd August 1999.

Restos romanos do Cemitério Butt Road, Colchester, Essex, Inglaterra

• Colchester Man
• Patricia Smith. “Os segredos dos genes dos Romano-Britões”: Novos dados de ossos antigos”. The Colchester Archaeologist, Número 11, 1998, 18-19.
• Nina Crummy, Philip Crummy e Carl Cross. Escavações de cemitérios romanos e posteriores, igrejas e locais monásticos em Colchester, 1971-88 (46 megabytes)

Outras notícias

• Eske Willerslev está reescrevendo a história com DNA por Carl Zimmer, New York Times, 16 de maio de 2016.
• O que é antigo é novamente novo por Bob Grant, The Scientist, 1 de Junho de 2015.
• DNA antigo conta uma nova história humana por Matt Ridley, Wall Street Journal, 1 de Maio de 2015.
• Evolução humana: o Neandertal na família por Ewen Callaway, Nature News and Comment, 26 de Março 2014
• Limpeza do ADN antigo
• Dentes desiste do mtDNA humano mais antigo

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• Gnose de urso de caverna extinto mtDNA sequenciada

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• Caracterização genética do corpo atribuída ao evangelista Lucas

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• Desvencilhando o mistério da múmia – usando DNA
• A linhagem mitocondrial de Ötzi não é como os outros europeus
• Os segredos familiares do Rei Tut e a Maldição do DNA do Faraó
• DNA “Melhor” dos ossos fósseis por Alison Ross, BBC News, 19 de Setembro de 2005
• Ancient hair gives up its DNA secrets by Anna Salleh, ABC Science Online, 22 de Junho de 2004

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Documentos científicos

• Wagner JK et al (2020). Fomentando a pesquisa responsável sobre o DNA antigo. American Journal of Human Genetics 107 (2): 183-195.
• Kivisild T (2017). O estudo da variação do cromossoma Y humano através do ADN antigo. Genética Humana. Publicado online em 4 de Março de 2017. Um artigo de revisão útil.
• Krause J, Pääbo S (2016). Genetic time travel. Genetics 203(1): 9-12.
• From mammoths to Neandertals, ancient DNA unlocks the mysteries of the past Uma edição especial da Ciência dedicada ao DNA antigo, 23 de julho de 2015.
• DNA antigo: as primeiras três décadas Um número de reunião de discussão da Royal Society’s Philosophical Transactions B organizado e editado por Erika Hagelberg, Michael Hofreiter e Christine Keyser
• Luca Ermini, Clio Der Sarkissian, Eske Willerslev, Ludovic Orlando. Principais transições na evolução humana revisitadas: Um tributo ao ADN antigo. Journal of Human Evolution (no prelo). Disponível online a 19 de Dezembro de 2014. Um excelente e abrangente artigo de revisão.
• Guido Brandt, Szécsényi-Nagy, Christina Roth, Kurt Werner Alt, Wolfgang Haak (2014). A paleogenética humana da Europa – Os conhecidos conhecidos e os desconhecidos. Journal of Human Evolution (no prelo). Disponível online no dia 13 de Novembro de 2014. Um artigo de revisão focando principalmente em achados antigos de DNA mitocondrial e Y-DNA.
• Pickrell J, Reich D (2014). Rumo a uma nova história e geografia dos genes humanos informados pelo DNA antigo. Tendências em Genética 2014; 30 (9): 377-389 (assinatura requerida). Disponível como pré-impressão em BioRxiv.
• Ermanno Rizzi, Martina Lari, Elena Gigli, Gianluca De Bellis e David Caramelli. Antigos estudos de DNA: novas perspectivas sobre amostras antigas. Genetics Selection Evolution 2012, 44:21. Um artigo de revisão muito bom sobre a história dos estudos de DNA antigos.
• Christiane Maria Bauera, Martin Bodnera, Harald Niederstättera, Daniela Niederwiesera, Gabriela Hubera, Petra Hatzer-Grubwiesera, Karl Holubarb, Walther Parsona. Investigações genéticas moleculares sobre o santo padroeiro da Áustria, Leopold III. Forensic Science International Genetics, 8 November 2012.
• Haak W, Balanovsky O, Sanchez JJ et al. Ancient DNA from European Early Neolithic Farmers Reveals Their Near Eastern Affinities PLoS Biol 2010 8(11): e1000536. doi:10.1371/journal.pbio.1000536.
• Melchior L, Kivisild T, Lynnerup N, Dissing J, 2008. Evidência de DNA autêntico de esqueletos dinamarqueses da Era Viking Não tocados por humanos durante 1.000 anos. PLoS ONE 3(5): e2214.
• Kemp BM, Malhi RS, McDonough J et al. Análise genética de restos do esqueleto holocênico precoce do Alasca e suas implicações para a colonização das Américas. Am J Phys Anthropol 2007 Abr;132(4):605-21.

Projetos

• Projeto DNA romano
• Projeto Múmia suíça

Outra leitura

• Pagina deISOGG no famoso mtDNA
• Pagina de IDIOMA no antigo mtDNA
• Lista de grupos de haplogrupos de figuras históricas e famosas

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• Artigo da Wikipédia sobre ADN antigo

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• Quanto tempo dura o ADN? por Forrest Wickman. Slate, 5 de Fevereiro de 2013.

Livros

• Terry Brown e Kerry Brown. Arqueologia Biomolecular: Uma Introdução. Wiley-Blackwell, Fevereiro de 2011.
• Elizabeth Matisoo-Smith e K. Ann Horsburgh. DNA para Arqueólogos. Left Coast Press, Novembro de 2012.
• Svante Pääbo. Neanderthal Man: In Search of Lost Genomes. Basic Books, New York, 2014.

Blog posts

• Desenterrar os seus antepassados – a ciência cidadã encontra o ADN antigo por Maurice Gleeson, DNA e Family Tree Research, 11 de Agosto de 2020.
• aDNA na vida por Tom Booth. Site do Dia da Arqueologia, 28 de Julho de 2017.
• The hype cycle of ancient DNA by Patrícia Pečnerová, The Molecular Ecologist, 20 de Abril de 2017.
• Petrous bone is the new black by Patrícia Pečnerová, The Molecular Ecologist, 22 de Fevereiro de 2016.
• Palaeogenomes – eles estão nos influenciando um pouco demais? por Tom Gilbert, OpenQuaternary Discussions blog, 6 de Outubro de 2014.
• Dia 1 na reunião de DNA dos Antigos de 2013 da Royal Society por Debbie Kennett, Cruwys News blog, 21 novembro 2013.
• Dia 2 na reunião de DNA dos Antigos de 2013 da Royal Society por Debbie Kennett, Cruwys News blog, 21 novembro 2013.

Foruns e redes sociais

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Recursos

• Ancient European Ancient DNA A Eupedia page showing Y-Frequências de haplogrupos de DNA e mtDNA em amostras de DNA antigo na Europa
• Mapa de DNA antigo Um mapa de fonte aberta mostrando com uma descrição e a localização de todas as amostras de DNA antigo encontradas até a data.
• Online Ancient Genome Repository Um repositório de acesso aberto para dados de DNA humano antigo.
• Amostras de DNA antigo no GedMatch Felix Immanuel processou alguns dos arquivos raw de DNA antigo disponíveis publicamente e fez upload para eles do GEDMatch para fins de comparação.

Veja também

• Famoso DNA: Introdução

>> DNA antigo>>

• DNA da electricidade

>>

• DNA contestado ou discutível

>

• DNA mitocondrial

>

• DNA neandertal

>

• DNA leal

>

• DNA presidencial

>

• DNA do cromossoma Y

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