解密古埃及木乃伊基因組

【摘要】：日前，人類學家第一次完整提取了古埃及木乃伊的基因信息，因此也揭示出古埃及人與現代埃及人的基因構成相去甚遠，而木乃伊更有可能與現代土耳其、以色列和巴勒斯坦人是“近親”。看完金字塔還有木乃伊，聽完埃及艷后的傳說還有法老詛咒，古埃及始終以它最古老最神秘的姿態存在于人類歷史長河中。這一次，針對木乃伊的基因研究又將古埃及人“從哪里來”的疑問推向了風口浪尖。日前，人類學家第一次完整提取了古埃及木乃伊的基因信息，因此也揭示出古埃及人與現代埃及人的基因構成相去甚遠，而木乃伊更有可能與現代土耳其、以色列和巴勒斯坦人是“近親”。

【關鍵詞】：木乃伊；基因組

一、 木乃伊DNA被破解

古埃及人一直沉迷于如何更好地保存遺體，其中最為著名的當數神秘的木乃伊——用防腐香料涂抹尸體，年久干癟，即形成木乃伊。盡管這種做法可以讓尸體的軟組織，比如皮膚免受干燥熱帶氣候的侵蝕，但對于基因物質的保存卻幾乎起不到任何有效作用。高溫可以讓尸體在腐爛前迅速風化干燥，同樣也會加速DNA的退化，所以，盡管此前科學家們已經無數次近距離觀察過木乃伊的面目輪廓，但對于破譯木乃伊的基因結構，一直停滯不前。直到最近，科學家宣布首次破解了木乃伊完整DNA，而木乃伊的血統問題也首次被搬到世人面前。

本篇研究成果發表在英國《自然·通訊》雜志上，針對曾經在公元前1400年至公元400年間生活在古埃及的木乃伊的遺傳物質進行了首次完整分析，結果顯示，現代埃及人與木乃伊并沒有太多基因相似性，反而與撒哈拉以南非洲人更為相近。而這些木乃伊的血統與黎凡特人更為相近。這就意味著，曾有撒哈拉以南的非洲人遷徙到埃及，并改變了當地人的基因組成。

二、木乃伊與黎凡特人更近

實驗中，人類學家們共收集了151具木乃伊樣本，樣本均來自于埃及的小鎮阿布西邁利克，該鎮位于尼羅河西岸一塊狹長的河谷地帶，離開羅南部大概70公里。這些木乃伊身份源自社會各個階層，有從奢華的祭祀地出土的，也有的來自簡單墓葬群。經放射性碳元素測驗，這些木乃伊時間跨度為公元前1400年至公元400年間。此外，研究人員還進行了嚴格的真實性測試，以防遺傳物質受到細菌或者現代人污染，導致結果失實。

具體來說，研究者們對木乃伊樣本的線性DNA做了深入研究。通常，我們認為的DNA來自于身體每個細胞的細胞核，這些DNA成分綜合了父親和母親的遺傳物質。但此次研究者們針對的DNA取自于細胞的線粒體，或者稱作是細胞的“動力室”，這部分基因只遺傳了母親的部分。盡管線粒體DNA不能完全代表一代人的基因全貌，但確實是反映一段時間內基因變化的最好標志。在本次實驗中，研究者重建了3具木乃伊的全基因組數據，這3具木乃伊分別來自前托勒密王朝、托勒密王朝和羅馬時期。并成功讀取了90具木乃伊的線粒體DNA。

研究人員進一步比較木乃伊的基因組和今天埃及人的基因組后發現，古埃及木乃伊的基因更傾向于黎凡特地區（東地中海地區包括今天的土耳其、以色列、巴勒斯坦等地）的特質，而現代埃及人基因組中從撒哈拉以南非洲人遺傳的成分比從木乃伊上多了約8%左右。

另外，研究者還發現，在公元前1400年至公元400年間，埃及的人口特征并沒有發生太大的變化，也就是說這一地區的人群遺傳成分表現出了很大的延續性，并沒有隨著王朝的更迭而出現較大的震蕩。

三、歷史證明基因組是相對穩定的

這1800年間埃及的人口歷史是相對穩定的。報道稱，雖然侵略并沒有改變古埃及人的基因組成，但是人口遷徙卻在現代埃及人的基因組成當中留下了痕跡。與古埃及人相比，現代埃及人的血統與撒哈拉以南非洲人更為相近，這就意味著最近1500年來該地區可能發生了重大的人口遷徙。

研究仍然不能揭開一些謎題，比如為什么古埃及人與古代的中東人的親緣如此相近？這是人類遷徙的結果，抑或是石器時代北非以狩獵與采集為生的人類原本就擁有與黎凡特地區人類相近的基因？非洲基因在何時注入了現代埃及？當然，研究人員也承認，他們采用的遺傳數據來自埃及的一處單一地點，可能不能代表古埃及的所有族群。但是他們認為其分析結果是首個可靠的數據資料，此項研究證明基因測序技術可以成功運用于埃及木乃伊。

四、突破分子遺傳學助揭歷史謎團

最近幾年，隨著DNA研究的重要技術突破，分子遺傳學已經為世界上不同地區不同時期的人類歷史研究提供了重要的證據和結論。

“這是第一個可靠的古埃及木乃伊的古DNA研究，”克勞斯強調。但同時，克勞斯也指出，必須審慎地看待木乃伊DNA的準確性。埃及氣候炎熱，墓穴中濕度較高，都可能導致木乃伊基因受損。但是此項研究表明，現代基因測序技術有可能改變這一現狀。為了檢驗此項研究成果，研究人員還將在其他時期的古埃及遺址當中使用他們的研究方法。

從木乃伊身上提取DNA信息并非易事。遺體首先經歷了古埃及人的各種化學防腐處理，而后又在埃及炙熱潮濕的氣候中度過了千年歲月，以及現代的基因污染。研究者們曾從一具木乃伊身上提取出的基因，最終證實是現代污染的結果。作為生物學的后繼人，我們可以考慮一下三個問題：

DNA為何容易被污染？

空氣中的塵埃，甚至樣品附著的塵土、微生物等，都是周圍可能污染DNA的來源，這些DNA比較新鮮，無論是質量還是數量都會超過古老的DNA，構成高強度的“噪聲”。古老DNA的信號完全淹沒在污染DNA噪聲的海洋里，就很難區分所提取的究竟是原始DNA還是噪聲DNA。

如何防止DNA被污染？

此次研究繞開了木乃伊的軟組織，而是從骨骼與牙齒中提取出DNA。為了防止提取的DNA受到污染，研究人員仔細排除了一個世紀以來，所有在挖掘活動中接觸過木乃伊人員的DNA。

獲取的DNA過小怎么辦？

如果從木乃伊中提取的DNA過小，難以觀測，此時需要采用DNA的半保留復制技術（即雙鏈DNA在多種酶的作用下可以變性解鏈成單鏈，根據堿基互補配對原則復制成同樣的兩分子拷貝），可以放大特定的DNA片段

參考文獻：

[1]劉寶靜. 人類線粒體基因組CpG甲基化模式[D].河北醫科大學，2015.

[2]高英凱，苗永旺，蘇小茜，池振奮，俞贇，姜楓. 74種鳥類線粒體基因組堿基組成及特征分析[J]. 云南農業大學學報，2015，（01）：51-58.

[3]程焉平.基因工程藥物的安全性及其倫理問題[J].中國醫學倫理學，2013，（02）：9-11.

[4]蘭風華，鄭德柱，黃梁滸，柯龍鳳，涂向東，程烽，王志紅，王水良，張朵，莊岳鵬，董荔紅. 一起死亡事故中難辨尸體的個體基因識別[J]. 解放軍醫學雜志，2016，（10）：994-996.

[5]廖順堯，魯成. 動物線粒體基因組研究進展[J]. 生物化學與生物物理進展，2014，（05）：508-512.

[6]張明.生物基因演變的未來出路[J].大科技，2016，（16）：96.