博物館的皮張如何提取DNA?中國的高效方法獲灰狼全基因組

近日,上述研究發表於《動物學研究》(Zoological Research),題為“Comparative analysis of DNA
extraction protocols for ancient soft tissue museum
samples(陳舊動物皮張的古DNA提取方法比較的研究)”。

博物館的皮張如何提取DNA?中國的高效方法獲灰狼全基因組

該研究由中國科學院古脊椎動物與古人類研究所分子古生物學實驗室研究員付巧妹團隊主導,與雲南大學、新疆文物考古研究所、大理大學等合作完成。

付巧妹為論文通訊作者,博士張明、高級工程師曹鵬及工程師戴情燕為論文第一作者。

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所發布的科研進展通報中指出,保存在博物館中的動物標本通常是干制皮張標本,由於年代久遠,這些樣品中的DNA易降解成短片段(50-100bp),陳舊皮張中DNA的含量和質量均遠低於新鮮材料,且包含許多來自於環境的污染,故無法以常規的DNA實驗方法進行提取和測序。此外,為了有效保存,很多皮張樣品經過特殊鞣製處理,這也影響DNA的保存含量與質量。

然而,對於一些珍稀保護動物甚至已滅絕動物來說,保存在博物館里的標本可能是現在唯一能夠獲得並能開展遺傳學研究的生物學材料。

值得注意的是,此前鮮有針對年代久遠的動物皮張樣品開展的遺傳學研究,也沒有合適的DNA提取方法可直接應用,因而尋找適於陳舊皮張材料的DNA提取方法,需要重新設計實驗並進行對比,才能夠利用這些寶貴的動物材料開展基因組範圍的研究。

博物館的皮張如何提取DNA?中國的高效方法獲灰狼全基因組

陳舊動物皮張的古DNA提取方法比較研究。A:對比實驗方案設計;B:總DNA量、內源DNA含量、克隆率、內源DNA片段質量等結果的對比因此,付巧妹等人此次專門以古DNA實驗室現有DNA提取方法為基礎進行方法改良並設計對比實驗,以確定改良方法的有效性,探索出一種高效提取陳舊或古代皮張樣品DNA的實驗方法。

該研究比較4種提取方法對陳舊皮張DNA提取的有效性,研究比較了所有方法獲得的DNA產量和內源短序列數、短序列複雜度、短序列末端損傷、短序列平均長度。

結果發現,雖然4種方法均能夠有效獲取內源DNA片段,但相比於其他方法,改良的古DNA實驗室方法可獲得更多和更好質量的DNA信息。改良的古DNA實驗室方法在獲取陳舊皮張DNA方面有一定優勢。另外,研究還發現,影響提取效果的原因主要是第二步純化。

博物館的皮張如何提取DNA?中國的高效方法獲灰狼全基因組

用於研究的6例樣本。研究表明,這一方法可在博物館保存的陳舊皮張樣品的DNA提取方面推廣應用。應用這一改良的陳舊皮張DNA提取方法,古DNA實驗室已成功獲得6例博物館藏灰狼全基因組信息等珍稀保護動物的DNA信息。

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