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Como o DNA é preservado em sedimentos arqueológicos por milhares de anos
Os pesquisadores extraíram com sucesso o DNA de uma coleção de blocos de sedimentos preparados há 40 anos, em locais na África, Ásia, Europa e América do Norte.
Por Max Planck Society - 27/12/2021


Amostragem de um bloco não perturbado de sedimento impregnado para análises de DNA antigo. Crédito: MPI f. Antropologia Evolucionária

Os sedimentos nos quais os achados arqueológicos estão embutidos há muito são considerados pela maioria dos arqueólogos como subprodutos sem importância das escavações. No entanto, nos últimos anos, foi demonstrado que os sedimentos podem conter biomoléculas antigas, incluindo DNA. "A recuperação de DNA humano e faunístico antigo de sedimentos oferece novas oportunidades empolgantes para investigar a distribuição geográfica e temporal de humanos antigos e outros organismos em locais onde seus restos esqueléticos são raros ou ausentes", diz Matthias Meyer, autor sênior do estudo e pesquisador do Instituto Max Planck de Antropologia Evolucionária em Leipzig.

Para investigar a origem do DNA no sedimento, os pesquisadores de Max Planck se uniram a um grupo internacional de geoarqueólogos - arqueólogos que aplicam técnicas geológicas para reconstruir a formação de sedimentos e sítios - para estudar a preservação do DNA em sedimentos em uma escala microscópica. Eles usaram blocos intactos de sedimentos que haviam sido previamente removidos de sítios arqueológicos e embebidos em resina sintética semelhante a um plástico (poliéster). Os blocos endurecidos foram levados ao laboratório e fatiados em seções para imagens microscópicas e análises genéticas.

Os pesquisadores extraíram com sucesso o DNA de uma coleção de blocos de sedimentos preparados há 40 anos, em locais na África, Ásia, Europa e América do Norte. "O fato de esses blocos serem uma excelente fonte de DNA antigo - incluindo o originado de hominíneos - apesar de muitas vezes serem armazenados em plástico por décadas, fornece acesso a um vasto repositório inexplorado de informações genéticas. O estudo abre uma nova era de estudos de DNA antigo que revisará as amostras armazenadas em laboratórios, permitindo a análise de locais que foram preenchidos há muito tempo, o que é especialmente importante devido à restrição de viagens e à inacessibilidade do local em um mundo pandêmico ", disse Mike Morley da Flinders University na Austrália, que liderou alguns dos as análises geoarqueológicas.

Superfície de uma seção de bloco não perturbado de sedimento impregnado da
Caverna Denisova. Crédito: Mike Morley

Abundância de micro permanece na matriz do sedimento

Os cientistas usaram blocos de sedimentos da caverna Denisova, um local localizado nas montanhas Altai, no centro-sul da Sibéria, onde DNA antigo de Neandertais, Denisovanos e humanos modernosfoi recuperado e mostrou que pequenas partículas orgânicas renderam mais DNA do que sedimentos amostrados aleatoriamente. "Isso mostra claramente que a alta taxa de sucesso da recuperação de DNA de mamíferos antigos dos sedimentos da Caverna de Denisova vem da abundância de micro-restos na matriz do sedimento, e não do DNA extracelular livre de fezes, fluidos corporais ou tecido celular em decomposição potencialmente adsorvido em grãos minerais, "afirma Vera Aldeias, coautora do estudo e investigadora da Universidade do Algarve, em Portugal. "Este estudo é um grande passo para entender precisamente onde e em que condições o DNA antigo é preservado nos sedimentos", disse Morley.
 
A abordagem descrita no estudo permite a amostragem em microescala altamente localizada de sedimentos para análises de DNA e mostra que o DNA antigo (aDNA) não está uniformemente distribuído no sedimento; e que características específicas dos sedimentos são mais favoráveis ​​à preservação do DNA antigo do que outras. "Ligar o aDNA do sedimento ao micro-contexto arqueológico significa que também podemos abordar a possibilidade de movimento físico do aDNA entre os depósitos sedimentares", diz Susan Mentzer, pesquisadora do Centro Senckenberg para Evolução Humana e Paleoambiente (Alemanha).

Diyendo Massilani, o principal autor do estudo, foi capaz de recuperar quantidades substanciais de DNA de Neandertal de apenas alguns miligramas de sedimento. Ele pôde identificar o sexo dos indivíduos que deixaram seu DNA para trás e mostrou que eles pertenciam a uma população aparentada com um Neandertal cujo genoma foi previamente reconstruído a partir de um fragmento de osso descoberto na caverna. “O DNA do Neandertal nessas pequenas amostras de sedimento embutido em plástico era muito mais concentrado do que o que normalmente encontramos em material solto”, diz ele. "Com esta abordagem, será possível, no futuro, analisar o DNA de muitos indivíduos humanos antigos a partir de apenas um pequeno cubo de sedimento solidificado. É divertido pensar que presumivelmente seja assim porque eles usaram a caverna como banheiro há dezenas de milhares de anos. "

A pesquisa foi publicada em Proceedings of the National Academy of Sciences .

 

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