美國(guó)科學(xué)家利用牙齒來(lái)判定古人類遺骸性別
美國(guó)科學(xué)家利用牙齒來(lái)判定古人類遺骸性別(Xinhua/Xinhua Press/Corbis)
（神秘的美國(guó)地球uux.cn報(bào)道）據(jù)科技日?qǐng)?bào)（趙漢斌）：在考古學(xué)研究中，判斷人類遺骸的科學(xué)性別，對(duì)于了解古代社會(huì)結(jié)構(gòu)具有重要意義。家利成都成華酒店美女模特上門包夜vx《1662-044-1662》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)
而在那些遺骸中，用牙遺骸牙齒可能是齒判最容易找到并且保存最完好的部分。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，定古牙冠表面乳白而堅(jiān)硬的人類牙釉質(zhì)中，含有釉原蛋白，性別編碼這種蛋白的美國(guó)基因恰好位于性染色體——X染色體和Y染色體上，這將給考古研究帶來(lái)許多可能的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
近日，家利美國(guó)科學(xué)家就利用這種方法，用牙遺骸來(lái)判定人類遺骸性別，齒判結(jié)果似乎比之前使用的定古DNA方法和骨骼解剖技術(shù)更加可靠。其原理到底是人類怎樣的？國(guó)內(nèi)有沒有相關(guān)的研究，又有哪些應(yīng)用前景？
殘骸缺損、DNA高度降解 影響古人類殘骸性別鑒定
人類遺骸的考古研究對(duì)了解人類進(jìn)化具有重要意義，可以揭示很多與人類進(jìn)化和遷移有關(guān)的秘密。而判斷殘缺不全的成都成華酒店美女模特上門包夜vx《1662-044-1662》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)遺骸性別，往往是工作的第一步。
在浙江，有兩座周圍建有壕溝的高規(guī)格大墓，其中一座墓主人是允常，他就是越王勾踐的父親；而另一座是位于安吉龍山107號(hào)的古墓葬——俗稱八畝墩，近年來(lái)考古人員歷經(jīng)數(shù)年發(fā)掘、研究，在墓葬里發(fā)現(xiàn)了大量距今約2500年的綠松石飾物，但由于缺乏完整遺骸，墓主人身份依然成謎，甚至無(wú)法判斷其性別。
通常，判別古代人類殘骸性別最廣泛使用的方法，就是基于男性和女性骨骼的解剖差異，通過(guò)測(cè)量骨盆結(jié)構(gòu)等某些骨骼特征來(lái)判斷。但這種方法只能適用于成年人，對(duì)于性別特征明顯、保存相對(duì)完好的骨骼，鑒定并不困難。
“男女骨骼有所不同，其中性別特征最明顯的是盆骨，其次為顱骨及下頜骨，有經(jīng)驗(yàn)的學(xué)者通過(guò)對(duì)顱骨和盆骨外部形態(tài)的觀察，鑒定成功率可達(dá)95%；再結(jié)合胸骨、鎖骨和肢骨的形態(tài)特征，以及人骨的測(cè)量，基本可以滿足鑒定需求。”中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所助理研究員饒慧蕓向科技日?qǐng)?bào)記者介紹。
但兒童的骨骼沒有明顯的性別差異。更糟糕的是，考古發(fā)現(xiàn)的遺骸往往殘缺不全，在處理骨頭碎片時(shí)，這些解剖方法幾乎失靈，做判斷時(shí)完全無(wú)從下手。
“在實(shí)際工作中，古人類遺骸形態(tài)各異，運(yùn)用這種傳統(tǒng)的方法進(jìn)行鑒定存在一些局限。”饒慧蕓介紹說(shuō)，一些骨骼的性別特征處在兩性變異范圍之間，或者由于骨骼上各項(xiàng)性別特征發(fā)育程度的不平衡，導(dǎo)致同一個(gè)體有些特征偏向男性，有些特征偏向女性，給鑒定帶來(lái)困難；未成年個(gè)體的性別特征則比較模糊，比鑒定成年個(gè)體要困難得多。有時(shí)，考古發(fā)掘出土的人骨遺骸因年代久遠(yuǎn)、環(huán)境變遷、埋藏破壞等原因難以完好保存，零散破碎的骨骼，某些性別鑒定特征可能已經(jīng)消失，用傳統(tǒng)的形態(tài)觀測(cè)方法，無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的性別鑒定。
此外，理論上古DNA分析可以解決上述傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)鑒定方法的一些局限性問(wèn)題，DNA分析相對(duì)能準(zhǔn)確識(shí)別性別，對(duì)于形態(tài)特征不明顯的未成年個(gè)體和碎骨也可進(jìn)行有效鑒定。雖然近年古DNA研究突飛猛進(jìn)，但要使用聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）等技術(shù)，分析成本比較高，且從古老的遺骸和考古遺址中提取保存完好、未受污染的DNA也并非易事。
古人類遺骸往往由于年代久遠(yuǎn)，保存環(huán)境千差萬(wàn)別，樣本的DNA已高度降解，其片段較短，含量極低，這也會(huì)影響其作為性別指標(biāo)的可靠性。此外，樣品在埋藏、獲取和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，又很容易受到外源性DNA的污染，尤其是一些現(xiàn)代無(wú)關(guān)個(gè)體的污染通過(guò)PCR擴(kuò)增有效放大，也會(huì)對(duì)DNA鑒定結(jié)果有一定影響。
最易找到且保存完好 牙釉蛋白可解開性別之謎
“由于人體的遺傳物質(zhì)除22對(duì)常染色體外，還包括一對(duì)決定性別的性染色體，男性為XY，女性為XX。利用分子雜交技術(shù)和聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)等，可檢測(cè)人類遺骸中性染色體特異性的DNA標(biāo)記物，以確定性別。”饒慧蕓說(shuō)。
饒慧蕓解釋道，在古人類遺骸中，牙齒因其堅(jiān)硬和耐腐蝕，往往是最容易找到且保存最完好的部分之一。牙釉質(zhì)中含有釉原蛋白，編碼這種蛋白的基因恰好位于性染色體——X染色體和Y染色體上。性染色體為XX的女性，牙齒只有X型釉原蛋白；性染色體為XY的男性，則同時(shí)擁有X型和Y型釉原蛋白。通過(guò)具有性別差異的釉原蛋白基因的檢測(cè)，可以在DNA水平鑒別遺骸的男女性別。釉原蛋白是釉質(zhì)發(fā)育過(guò)程中最為豐富的蛋白成分，在釉質(zhì)礦化的第一階段占釉基質(zhì)的60%—90%。
據(jù)此，科學(xué)家開發(fā)出一種用牙齒判定遺骸性別的方法：通過(guò)高靈敏度的質(zhì)譜檢測(cè)，能夠檢測(cè)X型和Y型釉原蛋白的含量，由此能夠判斷，具有Y型釉原蛋白的牙齒為男性，反之亦然。
美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校的科學(xué)家日前測(cè)試了一種根據(jù)從牙釉質(zhì)中提取的蛋白質(zhì)來(lái)確定人類遺骸性別的新方法。在博士后研究員塔米·布奧納瑟拉的帶領(lǐng)下，研究小組對(duì)從加州蘇諾附近的兩個(gè)祖先歐隆族村莊出土的遺骸展開研究。
基于對(duì)55具300至2300年前的美洲原住民遺骸的研究，科學(xué)家們從牙釉質(zhì)中提取出了蛋白，而不是通過(guò)分類學(xué)或DNA展開研究。研究小組通過(guò)研究組成這種蛋白質(zhì)的20個(gè)氨基酸序列，展開逆向工作來(lái)確定產(chǎn)生這種蛋白質(zhì)的DNA編碼，進(jìn)而確定牙齒主人的性別。
“這種新方法比解剖學(xué)或DNA分析更可靠，后者只在一半的研究案例中有效。此外，這種蛋白質(zhì)法也適用于兒童遺體。”塔米·布奧納瑟拉說(shuō)。
延伸閱讀牙釉蛋白基因組信息與動(dòng)物與人類進(jìn)化有關(guān)
塔米·布奧納瑟拉團(tuán)隊(duì)的研究并非首創(chuàng)。近10年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)在考古學(xué)、人類學(xué)、法醫(yī)學(xué)和動(dòng)物遺傳研究等領(lǐng)域正逐漸得到深入推廣和應(yīng)用。
河北醫(yī)科大學(xué)法醫(yī)學(xué)系省級(jí)法醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李淑瑾教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，在焦磷酸測(cè)序分析短片段牙釉質(zhì)蛋白基因進(jìn)行性別鑒定領(lǐng)域已深耕多年。
他們應(yīng)用blast軟件，設(shè)計(jì)引物，擴(kuò)增基因片段序列，應(yīng)用焦磷酸測(cè)序技術(shù)分析擴(kuò)增序列，進(jìn)行性別鑒定，檢測(cè)100份已知性別的DNA樣本，結(jié)果均正確無(wú)誤，檢測(cè)最低DNA模板量為0.5納克，具有較好的人類種屬特異性。在高度降解DNA分析中，也得到清晰的分型結(jié)果，在法醫(yī)學(xué)性別鑒定中有較好的應(yīng)用價(jià)值。
正是由于男女基因上的差異，其表達(dá)的釉原蛋白也分為X型和Y型，氨基酸序列上具有差異，這種蛋白質(zhì)組學(xué)方法，其實(shí)是通過(guò)從牙釉質(zhì)中提取檢測(cè)釉原蛋白的不同亞型的特異性肽段，來(lái)判定遺骸男女性別。
“蛋白質(zhì)是由DNA轉(zhuǎn)錄翻譯而來(lái)，其中也蘊(yùn)含豐富的遺傳演化等信息。從牙釉質(zhì)提取的蛋白質(zhì)組同樣可應(yīng)用于種屬鑒定、系統(tǒng)發(fā)育和古病理研究等。”饒慧蕓介紹，牙釉質(zhì)是人體中最硬的組織，在古人類遺址中保存較好，其主要成分是羥磷灰石晶體。與晶體結(jié)合的蛋白質(zhì)，尤其是晶體內(nèi)蛋白質(zhì)處于相對(duì)封閉的體系中，比在牙本質(zhì)和骨骼中更利于保存，目前報(bào)道至少可保存第四紀(jì)冰川早期早更新世以來(lái)的動(dòng)物牙齒，并已用于研究約177萬(wàn)年前的史蒂芬犀和約190萬(wàn)年前巨猿的系統(tǒng)進(jìn)化史。
也有學(xué)者通過(guò)釉原蛋白基因的定量分析，探討其與疾病的關(guān)系，如釉質(zhì)發(fā)育不全等。另外，蛋白定量研究表明，7300年前至今的個(gè)體，其釉質(zhì)中標(biāo)識(shí)性別差異蛋白的定量信號(hào)并沒有太大變化，這也從另一方面驗(yàn)證了牙齒能更好地保存。 |
喜歡
討厭