Zer da antzinako DNAa? Aplikazioak eta mugak

Neskuts Izagirre, Santos Alonso, Ainhoa Alzualde eta Concepción de la Rúa, Euskal Herriko Unibertsitatea. Zientzia eta Teknologia Fakultatea. Genetika, Antropologia Fisikoa eta Animali Fisiologia Saila
Traducción al español

Zer da antzinako DNAa? Labur esateko, antzinako DNAa (aDNA) aztarnategietako materialetatik (hezurrak, hortzak, ehun bigunak) erauzitako DNAa da. Zehatz-mehatz hau da aDNAaren definizioa; baina, definizio honi zenbait berezitasun gehi diezazkiogu, alor zientifiko honen eremua zabaldu egin daitekeelarik ondorioz.

Antzinako DNAak honako ezaugarri bereizle nagusi bi hauek ditu: bat, zatikatuta dagoela, ezin izango ditugu errekuperatu ±100 base pare luzera baino gehiago dituzten DNA zatiak, eta, bestea, eraldatuta dagoela. Organismo biziduna hil eta berehala gertatzen diren oxidazio eta hidrolisi erreakzioen ondorioz, DNAaren sekuentzia eraldatu egiten da. Beraz, gaur egun aDNAa deritzogu, bi ezaugarri hauek betetzen dituzten material guztiei, nahiz eta zaharregiak ez izan. Definizio zabalago honen barne kontsidera ditzakegu, adibidez, duela gutxi desagertu diren animalien aztarnen analisia1,2,3, auzitegi genetikako zenbait aztarnen identifikazioa4,5 edo aske bizi diren animalien analisi molekularra, gorotz eta ileetatik erauzitako DNAa aztertuz egiten bada6,7,8.

Antzinako DNAaren lehenengo lanak 1980. hamarkadaren erdialdean argitaratu ziren1,9,10; baina, polimerasaren erreakzio kateatuaren (PCR) garapenaren ondoren egin ziren ekarpen entzutetsuenak; hala nola, 17-20 milioi urtetako magnolia hosto fosilarekin egindako analisia11, edo 80 miloi urtetako dinosauru fosil batena12, edo, orain arte zaharrenenak diren, 120-135 milioi urtetako anbarrean kontserbaturiko intsektu fosilena. DNAarekin lan egiterakoan bi motatako arazoak azaltzen zaizkigu: arazo metodologikoak eta kutsadura. Antzinako DNAaren degradazioan denborak ez ezik, inguruneko baldintzek ere eragin handia dute (tenperatura, pH, hezetasuna,...). Baldintza hauen arabera, ez dirudi 100.000 urte baino lagin zaharragoetatik DNArik erauztea posible denik13. Bestalde, erauzitako DNA kantitatea hain txikia denez, oso erraz kutsatu daiteke ikerlari edo organismo bizidunen DNAarekin, emaitzen fidagarritasuna zalantzan jartzen delarik. Aipatutako lan guzti hauek eszeptizismo eta kritika handiak jasan dituzte, inork ezin izan bait ditu erreplikatu. Honez geroztik, aDNAaren eremua baretu egin zen. Egun, aDNAaren eremuan lanak argitaratu ahal izateko zenbait Benetakotasun Irizpide bete beharra proposatu izan da14,15,16. Hurrengo taulan, jarraitu behar diren irizpide nagusiak aipatzen dira:

Benetakotasun Irizpideak aDNAarekin lan egiteko

1) DNAaren erauzketa eta PCRrako erreakzioen prestakuntza, laborategi desberdin batetan egin behar dira. Laborategi honetan ez da organismo bizidunetatik erauzitako DNArik analizatuko. Gainera laborategi hau, lixibaz sarri garbitu behar da, eta, argi ultramorez irradiatu.

2) Erauzketa eta anplifikazio kontrolak: erauzketa-kontrola, erauzketa prozesu osoa jasango duen lagin bat izango da, baina ez diogu ehunik gehituko, eta, anplifikazio kontrola, anplifikazio erreakzio osoa jasango duen lagina izango da, baina DNArik gehitu gabe. Hauen bidez, laborategian kutsadurarik gertatu den aztertuko dugu.

3) Lagin beraren bigarren erauzketa baten analisia.

4) Laborategi independente batean berregin analisia da. Azken bi puntu hauetako emaitzek bat etorri behar dute.

Momentu honetan, antzinako DNAaren eremuak heldutasuna lortu duela esan dezakegu. Helburua ez da iraganeko espezien genoma osoa ezagutzea, baizik eta goian aipaturiko irizpideak jarraituz, helburu zientifiko zehatzagoak lortzea. Arrakasta zientifiko onenak desagertutako animalien historia ebolutiboaren ikerketekin lortu dira. Posible izan da, adibidez, duela 150 urte desagertutako "quagga" eta zebraren arteko harremana ezartzea16, edo mamut eta Indiako elefantearen artekoa17, baita, Australiako otso martsupialaren3 edo Eurasiako haitzuloetako hartzaren18 harreman filogenetikoak. Lan guzti hauen ezaugarri komuna, ikerlaria eta laginak espezie desberdinetakoak direla da; horrela, laginak ikerlariaren DNAarekin kutsatuz gero, erraz desberdindu daiteke zein den batarena eta bestearena. Giza laginak aztertzen direnean, arazo hau bereziki larria da. Giza espeziearen aztarnak aztertzen direnean, emaitzak fidagarritzat hartzeko goiko taulako azken bi irizpideak nahita nahi ez bete behar dira.

"quagga"

Antzinako DNAaren eremuan argitaratu den lan onenetarikoa giza espeziearekin oso erlazionaturik dagoen talde batekin egindakoa da. Lan honetan, antropologian aspaldidanik eztabaidagai den arazoa analizatu nahi izan da, hots, gure espeziearen (gizaki modernoa) jatorria. Kasu honetan, zuzenean konparatu izan dira giza espeziearen aitzindari litekeen neandertal, eta gizaki moderno bizidunen DNAa19. Metodologia aldetik, goian aipaturiko irizpide guztiak bete dira. Horrez gain, beste neandertal batzuetatik ere DNAa erauzi ahal izatea, eta emaitza baterakorrak lortzea20,21, benetakotasun irizpide gehigarria kontsidera dezakegu. Neandertaletatik erauzitako DNAaren analisi filogenetikoak, neandertalen DNAa gizaki modernoaren aldakortasun genetikotik kanpo gelditzen zela erakutsi zuen. Beraz, emaitza hauen arabera, neandertalak ezin daitezke gizaki modernoaren aitzindari bezala kontsideratu. Ikerketa hauen garrantzia ahaztu gabe, lan hauen muga, lagin kopuru txikia da, hots, neandertalen hiru aleren sekuentziak baino ez dira lortu19,20,21. Hipotesi sendoagoak proposatzeko, neandertalen lagin tamaina handiagoa beharko litzateke, eta kontutan izan behar dira, neandertalen garaikideak izan ziren lehenengo gizaki modernoen sekuentziak ere. Ikerlari talde desberdinak lanean dihardute; lana izugarria da eta emaitzak astiro astiro ateratzen dira, baina ez da etsi behar.

Antropologia eta arkeologiaren alorretan aDNAaren analisiak ekarpen izugarriak egin ditzake. Aitzinako populazio eta populazio modernoen eduki genetikoa konparatuz, aitzindari/ondorengo harremanak estimatu daitezke, eta horrela, gaur egungo populazioen jatorria zehaztu. Zoritxarrez, kasu gehienetan, hau ez da posible DNAaren egoera eskasak DNA sekuentzia gutxi batzuk lortzea baino ez digulako baimentzen, ezin delarik proposatu aitzindari/ondorengo harremanik fidagarritasunez. Dena den, aDNAak helburu zehatzagoak aztertzeko ere balio du. Adibidez, aztarna zatikatu eta umeen sexua estimatzeko baliagarria dela frogatu izan da22,23, lurperatutako indibiduoen arteko harremanak ezartzeko ere bai (ahaidetasun harremanak edo gizarte maila)24, eta baita, giza populazio bizidunen analisi genetikoetatik proposaturiko hipotesiak konprobatzeko25,26.

Gure taldean, E.H.U.an, azken puntu hauekin erlazionaturiko ikerketak egiten ari gara. Ikerketak 1992. urtean hasi genituen, Bizkaiko Foru Aldundia, Arabako Foru Aldundia, BBK eta Vital Kutxaren diru laguntzari esker. Hasierako lanak, Euskal Herriko Neolito garaiko giza aztarnen analisian oinarritu ziren. Lan hauek, 1998. urtean egungo euskaldunen lagin batean oinarritutako hipotesi bat errefusatzea baimendu ziguten. Italiar ikertalde batek27, egungo euskaldunen lagin batean markari baten maiztasuna Europako altuena zela aurkitu zuten (DNA mitokondrialeko V haplotaldea), eta horretan oinarrituz, Europaren hego mendebaldetik ipar ekialdera migrazio bat egon zela duela 15.000 urte proposatu zuten. Guk, duela 5.100-3.500 urte tarteko Euskal Herriko laginetan markari hori aurkitu ez izanak, aurreko hipotesia errefusatzen zuen25,26.

Momentu honetan, VI-VII mendeetako aztarnategi batetako giza aztarnetan lan egiten ari gara: Aldaieta (Langara Ganboa, Araba)28. Hauxe dugu, hain zuzen ere, orain arte Euskal Herrian, giza eskeleto kopuru altuaz gain, jatorriz frankoak litezkeen aztarna kultural ugari eman dituen aztarnategi bakarra. Orain arte lortu ditugun emaitzen arabera, zera ikusi dugu: jende hauek egiten zuten genero banaketa (gizonezkoak apaindura eta arma ugariz hilobiratu izatea eta emakumeek ezer ere ez agertzea), bat datorrela analisi molekularren bidez estimatu izan dugun sexuarekin29. Halaber, datu genetikoek lurperatze ohiturei buruzko informazioa ere eskaintzen digute: dirudienez hilobi berean lurperatuta dauden hildakoek ahaidetasun harremanen bat badute. Eta azkenik, ikuspuntu historiko batetatik Aldaietarekin erlazionatuta egon daitezkeen gaur egungo populazio posibleen datu genetikoak biltzen ari gara, Aldaietaren harreman filogenetikoak eraikitzeko asmotan.

Antzinako DNAaren eremutik egin dugun bidai azkar honek ikerketa eremu honen aplikazioak eta mugak zeintsu diren erakutsi dizkigu. Hasiera batean, bazirudien iraganeko organismoen DNAa analizatzeak, antzinako espezie eta espezie bizidunen genomak konparatzeko balioko zuela. 1980. hamarkadan, helburua DNAa erauztea posible zen fosilen adin zaharrena finkatzea zen. Laster konturako ziren DNAaren degradazio eta kutsadurak suposatzen zituen oztopoez. Horrez geroztik, aDNAaren ikerketak sinesgabetasun gogor baten menpe egon dira. Benekotasun Irizpide zorrotz eta berriki desagertutako animalien analisi genetiko arrakastatsuei esker, aDNAaren eremua indarberritzen hasia da. Prozesu honen gailurra neandertaletatik erauzitako DNAaren analisia kontsideratu dezakegu. Irrikan gaude etorkizunak zer eskainiko digun ikusteko. Ez segur aski, "Jurassic Park" pelikulan bezala, iraganean bizi ziren animalien birsortzerik; baina batek daki, urte batzuen buruan, 100.000 urte baino gehiago dituzten fosilen DNA erauztea posible izango ote den. Eta horrela, are interesgarriagoa izan litekeena, ea asmatu dezakegun gure leinu ebolutiboko zein fosiletan agertu ziren lehendabizi, gu gizaki egiten gaituzten ezaugarri genetikoak.

Bibliografia

1 Higuchi et al. (1984) Nature, 312: 282-284
2 Hagelberg et al. (1989) Nature, 342: 485
3 Thomas et al. (1989) Nature, 340: 465-467
4 Jeffreys et al. (1992) Forensic Sci. Int., 56: 65-72
5 Gill et al. (1994) Nature Genetics, 12: 431-435
6 Morin et al. (1992) Proc. R. Soc. Lond., 249:293-297
7 Morin et al. (1994) Science, 265: 1193-1201
8 Hashimoto et al. (1996) Primates, 37: 305-318
9 Wang & Lu (1981) Shen We Hua Hsueh Yu Shena We Li Chin Chan, 39: 70
10 Pääbo (1985) Nature, 314: 644-645
11 Golenberg et al. (1990) Nature, 344: 656-658
12 Woodward et al. (1994) Science, 266: 1229-1232
13 Lindahl (1993) Nature, 362: 709-715
14 Handt et al. (1994) Experientia, 50: 524-529
15 Cooper & Poinar (2000) Science, 289: 1139
16 Hofreiter et al. (2001) Nature Reviews, 2: 353-359
17 Hagelberg et al. (1994) Nature, 370: 333-334
18 Loreille et al. (2001) Cur. Biol., 11: 200-203
19 Krings et al. (1997) Cell, 90: 19-30
20 Krings et al. (2000) Nature Genetics, 26: 144-146
21 Ovchinnikov et al. (2000) Nature, 404: 490-493
22 Izagirre et al. (2001) Munibe, 53: 143-150
23 Izagirre et al. (2003) Antropología y Biodiversidad, 1: 285-289
24 Keyse-Tracqui et al. (2003) Am. J. Hum. Genet., 73: 247-260
25 Izagirre & de la Rúa (1999) Am. J. Hum. Genet., 65: 199-207
26 Izagirre & de la Rúa (2000) Euskonews & Media, 71 zbk, gaia 71
27 Torroni et al. (1998) Am. J. Hum. Genet., 62: 1137-1152
28 Azkarate (1999) Memorias de Yacimientos Alaveses. Aldaieta (Nanclares de Gamboa, Alava). Dip. Foral de Álava, Dpto. de Cultura.
29 Bizcarra et al. (2001) XV Congreso de Estudios Vascos: Euskal Zientzia eta Kultura, eta Sare Telematikoak, 1: 195-199

Lotutako artikuluak

Zure iritzia / Su opinión
euskonews@euskonews.com