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14.07.2006

Geologisches Zeitfenster fossiler DNA-Analysen vervierfacht


Mit der Isolation kurzer, aber stammesgeschichtlich aussagefähiger mitochondrialer DNA-Ketten aus dem Dentin fossiler Höhlen- und Braunbär-Individuen wurde unter der Beteiligung des Forschungsinstituts Senckenberg der weltweit älteste DNA-Nachweis bei Säugetieren erbracht.

Mit der Isolation kurzer, aber stammesgeschichtlich aussagefähiger mitochondrialer DNA-Ketten aus dem Dentin von 20 fossilen Höhlen- und Braunbär-Individuen wurde kürzlich der weltweit älteste DNA-Nachweis bei Säugetieren erbracht. Einer Arbeitsgruppe von Wissenschaftlern aus dem Centro de Investigacion de Evolucion y Compartimiento Humanos, Madrid, der Universitäten Madrid, Stockholm und Uppsala sowie des Forschungsinstituts Senckenberg mit dem Institut für Quartärpaläontologie in Weimar ist es nun gelungen, das Zeitfenster für die Analyse fossiler DNA um das Vierfache zu vergrößern. (publ. i. Biology Letters, June 2006). Bislang lag die Altersgrenze nachgewiesener DNA-Sequenzen aus fossilen Säugetierresten bei weniger als 100 000 Jahren.

Beprobt wurde das Dentin von Zähnen 400 000 Jahre alter Individuen aus der nordspanischen Höhlenfundstelle Atapuerca / Sima de los Huesos sowie 230 000-120 000 Jahre alte Funde aus den Thüringer Travertinvorkommen Weimar-Ehringsdorf und 120 000 Jahre alte Fossilien aus Weimar-Taubach. Die beprobten Funde der beiden deutschen Fossilvorkommen gehören zu den umfangreichen Weimarer Sammlungen des Forschungsinstituts Senckenberg.

Untersucht wurden mitochondriale DNA-Ketten. Dabei standen kleinste Abweichungen bei den einzelnen Nucleotiden (Single Nucleotide Polymorphism) innerhalb der DNA-Sequenzen im Fokus. Um eventuelle Verunreinigungen ausschließen zu können, wurden sämtliche Analysen parallel in drei verschiedenen DNA-Labors durchgeführt, in denen zuvor niemals mit Bären-DNA gearbeitet worden war.

Im DNA-Abgleich zu heutigen Vertretern der Gattung Ursus ergab die Auswertung die Abstammung des etwa zwischen 250 000 und 12 000 Jahren im westlichen Eurasien lebenden Höhlenbären (Ursus spelaeus) von der ursprünglicheren Stammform (Ursus deningeri), deren DNA aus 400 000 Jahre alten Funden analysiert werden konnte.

Mit dem Nachweis von DNA-Fragmenten in Fossilfunden, die weit älter als 100 000 Jahre sind, und der erfolgreich angewandten SNP-Analyse, d.h. mit der Konzentration auf kurze DNA-Fragmente zur Untersuchung besonders alter DNA ist ein Durchbruch gelungen. Die Methode hat sich als aussichtsreiches Instrument erwiesen, aus Sammlungsbeständen, wie z.B. das Institut für Quartärpaläontologie in Weimar sie beherbergt, Stammlinien und Migrationsrouten weiterer ausgestorbener Säugetiere aus dem Pleistozän zu rekonstruieren. Damit ist auch die Gewinnung von DNA aus den mehrere Jahrhundertausende alten Fossilfunden menschlicher Vorfahren aus den in die Untersuchung einbezogenen Fundstellen Atapuerca in Spanien und Weimar-Ehringsdorf in den Rahmen des Möglichen gerückt.

Quelle: idw/Forschungsinstitut und Naturmuseum Senckenberg


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