古遺傳學家Morten Allentoft利用恐鳥骨骼計算了DNA半衰期

    幾乎沒有科學家相信恐龍的脫氧核糖核酸（DNA）樣本能夠存留至今，但也沒有人知道這些遺傳物質(zhì)到底要用多久才會散架。如今，對新西蘭出土的化石進行的一項研究終于讓這樁懸案塵埃落定，順便終結(jié)了克隆霸王龍的美夢。這項研究成果發(fā)表在10月9日的英國《皇家學會學報B卷》上。

    在細胞死亡后，酶開始分解作為DNA支柱的核苷酸之間的化學鍵，并且微生物也在加速細胞的腐爛。然而，從長遠來看，與水的反應(yīng)被認為是造成化學鍵分解的最主要原因。地下水幾乎是無所不在的，因而從理論上講，埋藏的骨骼樣本中的DNA會按照一個固定的速度分解。

    然而確定這一速度是非常困難的，這是因為很少能夠找到含有大量DNA的化石來作出有意義的比較。并且更糟糕的是，變化的環(huán)境條件，例如溫度、微生物侵入的程度和氧化作用會改變腐解過程的速度。

    日前由丹麥哥本哈根大學的Morten Allentoft和澳大利亞佩斯市默多克大學的Michael Bunce率領(lǐng)的古遺傳學家研究小組，對屬于3種已經(jīng)滅絕的古代巨鳥（恐鳥）的含有DNA的158根腿骨化石進行了研究。

    這些骨骼的年代介于600年到8000年之間，并被發(fā)現(xiàn)于彼此距離不超過5公里的3個地方，從而保證了它們差不多是以相同的條件保存的，包括溫度為13.1攝氏度。

    通過比較樣本的年代以及DNA分解的程度，研究人員推算出DNA的半衰期為521年。這也就意味著，在521年后，一個樣本中的核苷酸骨架之間的化學鍵有一半會被分解掉，而在下一個521年后，剩下的一半化學鍵也將消失殆盡。

    研究小組還預(yù)測了如果一根骨骼保存在理想溫度（-5攝氏度）下，每根化學鍵被毀的最長時間為680萬年。但其實DNA在很早之前便已經(jīng)無法讀取了——大約在150萬年后，剩下的DNA鏈便因為太短而無法傳遞有意義的信息。

    澳大利亞悉尼大學的計算進化生物學家Simon Ho表示：“這證明了一個廣泛存在的質(zhì)疑，即宣稱從恐龍和被封存在琥珀中的古昆蟲中提取DNA是不現(xiàn)實的。”然而，Ho說，盡管680萬年遠不及恐龍骨骼的年齡——后者至少有6500萬年——“但我們或許能夠打破最古老的真正DNA序列的紀錄，當前的紀錄約為50萬年”。

    這項最新研究中的計算很簡單，但仍有許多問題。

    新西蘭丹尼丁市奧塔哥大學的古遺傳學家Michael Knapp表示：“我非常想看看這項發(fā)現(xiàn)能否在非常不同的環(huán)境中——例如永久凍土和洞穴——重現(xiàn)。”

    此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，在恐鳥骨骼的樣本中，年齡的差異僅對DNA分解的變化產(chǎn)生了38.6%的影響。“顯然有其他因素在影響著DNA的存留。”Bunce說，“化石發(fā)掘后的儲存、土壤化學，甚至動物死亡的時間都是可能的影響因素，這需要進一步的調(diào)查。”