Объявлена Нобелевская премия по физиологии и медицине 2022 года в честь учёного Сванте Паабо «за открытия в области вымершего древнего генома человека и эволюции человека», в которой ключевую роль играет полимеразная цепная реакция (ПЦР) молекулярной биологии.
Рисунок 1. Ученый Сванте Пяабо получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2022 года.
Эволюционный генетик Сванте Паабо использовал молекулярную биологию для изучения доисторических людей и другой палеонтологии, не только картируя геном неандертальцев — близких родственников человека, — но и внося ценные методы и приемы в палеоантропологию. Например, открыв основанную им Лабораторию древней ДНК новая область: палеогенетика.
Со временем ДНК претерпевает химические изменения и распадается на короткие фрагменты.Тысячи лет спустя от них остались лишь следы, а остальные сильно загрязнены бактериями и ДНК современного человека.В 1987 году Паабо провел постдокторантуру в Калифорнийском университете в Беркли.В то время использование ПЦР для амплификации определенных фрагментов ДНК было неортодоксальным.С помощью технологии ПЦР Паабо извлек ДНК из оставшихся образцов ослов в лаборатории Уилсона и проанализировал их.Итоговое секвенирование показало результаты, аналогичные опубликованным в 1985 году. Это означает, что секвенирование древней ДНК можно не только проводить более эффективно, но и результаты можно также проверять повторно.
Рисунок 2. ДНК расположена в двух областях клетки.Нуклеиновая ДНК сохраняет большую часть генетической информации, тогда как меньшие митохондриальные геномы содержат тысячи копий.После смерти ДНК разрушается, в конечном итоге оставляя лишь незначительные количества.Он также может быть загрязнен бактериями и другой ДНК.
Секвенирование генома неандертальца
В 1990 году Паабо занимался анализом ДНК митохондрий неандертальцев.Митохондриальный геном невелик и содержит лишь часть генетической информации, но существует в виде тысяч копий, что увеличивает шансы на успех.Паабо успешно секвенировал участок митохондриальной ДНК в кости возрастом 40 000 лет, чтобы получить последовательность этого вымершего родственника.
С тех пор в Институте Макса Планка Паабо постоянно совершенствовал методы выделения и анализа ДНК из древних костных останков и нанял нескольких ключевых сотрудников, обладающих опытом в области популяционной генетики и расширенного анализа последовательностей.В 2010 году Паабо опубликовал первую последовательность генома неандертальца, которая показала самого недавнего общего предка неандертальцев иЧеловек разумныйжили около 800 000 лет назад.
Рисунок 3. Слева: фрагмент кости пальца неандертальца в Германии;и фрагмент кости пальца из Денисовской пещеры на юге Сибири.Справа: Филогенетическое древо эволюции междуЧеловек разумныйи вымершие гоминины.
Сравнительный анализ Паабо показал, что последовательности ДНК неандертальцев были более похожи на последовательности ДНК современников из Европы или Азии, чем из Африки.Это означает, что неандертальцы иЧеловек разумныйскрещивались на протяжении тысячелетий сосуществования.У современных людей европейского или азиатского происхождения от 1% до 4% генома происходит от неандертальцев.
Введение в ПЦР
Полимеразная цепная реакция, или ПЦР, была изобретена в 1985 году американским биохимиком Кэри Маллисом и его коллегами.Эта техника предполагаетin vitroферментативная амплификация специфических фрагментов ДНК.Полученное в результате широкое применение технологии ПЦР во многом способствовало развитию различных областей молекулярной биологии.В 1993 году изобретатели разделили Нобелевскую премию по химии.
ПЦР занимает непоколебимую фундаментальную позицию в современном молекулярно-биологическом анализе и генетике.Вместе с клонированием и анализом последовательностей ДНК он составляет основу почти всей молекулярной биологии.В современной биотехнологии области ее применения охватывают все аспекты, включая сельское хозяйство, медицину, право, пищевую науку и т. д.
HymonBio активно занимается разработкой и применением технологии ПЦР.Компания обладает рядом запатентованных технологий, обеспечивающих быстрое и эффективное генетическое тестирование для клинической практики.Линейка продуктов компании включает ранний скрининг на рак, инфекционные заболевания и другие.
Время публикации: 12 октября 2022 г.