木乃伊带我们探索古埃及的基因史
古埃及人认为，人死后，灵魂不会死亡，但仍会依附在尸体或雕像上。因此，他们用香油(或药材)涂抹尸体，制成木乃伊。现代考古发掘的埃及木乃伊，很多都还留有指甲和头发，面部特征也比较清晰。如此保存完好的木乃伊让我们得以一窥几千年前的古埃及文化，同时也让人忍不住想从这些古代游客身上探寻更多的秘密。比如我们都知道古埃及是世界四大文明古国之一，但是古埃及人起源于哪里？他们的基因在哪个区域与人类更相似？
从木乃伊中提取DNA
从DNA序列中，我们可以得到古埃及木乃伊的基因信息，从而揭开“古埃及人从何而来”的谜团，但提取DNA这一步真的不容易。
首先，在木乃伊形成之前，用来清洗和浸泡尸体的苏打水和苛性防腐材料会破坏木乃伊的遗传物质。在木乃伊保存过程中，炎热的沙漠空气和令人窒息的大气湿度会加剧这种破坏，剩余的少量DNA往往会被考古科学家和工具污染。因此，古人类学家在对木乃伊进行基因检测时，可能会误读细菌和现代人的基因信息，这也是古埃及学术界对木乃伊的基因研究一直存在争议的原因。
2010年，意大利博尔扎诺木乃伊研究所的古人类学家在对16具埃及皇家木乃伊的DNA序列研究中，利用聚合酶链反应找到并提取了目标DNA片段，但仍无法有效区分古代DNA和现代污染造成的DNA，从而无法得出准确的结论。
然而，马克斯·普朗克人类历史研究所的研究员约翰内斯·克劳斯和他的团队并没有放弃。他们研究了在埃及尼罗河流域阿布西尔的梅里克发现的151具木乃伊。这些木乃伊生活在公元前950年到公元350年之间。首先，克劳斯的团队优先从样本中提取线粒体DNA。因为线粒体DNA的拷贝数高于细胞核DNA，所以每个细胞中有数百个DNA拷贝。与单个细胞核中的一个完整基因组相比，线粒体DNA更容易找到，尤其是这种严重降解后残留DNA非常少的样品。
当遗骸非常古老或严重退化时，骨骼、牙齿和毛发是唯一可以提取DNA的生物样本。因此，研究人员从90具木乃伊的骨骼和牙齿中提取了有效的线粒体DNA。但问题是，人类的遗传模式决定了线粒体DNA遵循“母系遗传”——一个卵子中大约有654.38+百万个线粒体DNA分子，这大大削弱了可能进入受精卵细胞的父系线粒体DNA，所以在没有突变的情况下，母亲卵细胞的线粒体DNA分子会直接遗传给后代，不含任何男性因素。因此，在提取了90具木乃伊的线粒体DNA后，克劳斯和他的团队继续对其他样本进行不懈的努力，试图找到一个更完整、未被污染的基因组。
如何区分木乃伊的古今DNA？克劳斯的团队面临着和之前所有科学家一样的问题。在研究了很长时间并结合之前的学术研究后，krause惊讶地发现，当DNA在过去几个世纪中慢慢分解时，它们会发生非常独特的化学变化——古代DNA以特定的方式衰变，DNA链一端的DNA碱基G变成了a，而另一端的C变成了t。这种独特的化学模型使科学家能够区分古老的DNA链和新的DNA，然后通过自动基因测序仪重新组装去污的DNA链，最终恢复一个完整的基因组！
由于损失和污染严重，克劳斯的团队最终只重建了三具木乃伊的全基因组数据集，它们分别来自前托勒密王朝(公元前5世纪以前)、托勒密王朝(公元前3世纪左右)和古罗马时期(公元1世纪左右)。虽然数量不多，但已经是人类研究史上来之不易的成功。
用DNA追踪古埃及人的踪迹
因为古埃及帝国历史动荡，在不同时期被多次征服。特别是，这项研究选取的木乃伊样本跨越了1300年的古埃及历史。在这65，438+0，300年间，古埃及经历了多次战争，先后被希腊和罗马帝国吞并。因此，团队中的研究人员认为，强国的入侵一定在古埃及人的基因中留下了痕迹。
然而基因比对的结果却出乎所有人的意料。
克劳斯的团队将这些木乃伊的线粒体和核DNA与中东、欧洲和非洲的古代和现代人进行了比较。他们发现古埃及人与古利凡特人(即托鲁斯山脉以南、地中海以东、阿拉伯沙漠以北、上美索不达米亚以西的大片地区)关系密切，与安纳托利亚半岛和新石器时代的欧洲人也有很高的基因相似性。几千年前的皇权入侵并没有改变古埃及人的基因构成，三具不同时期木乃伊的核基因组数据也显示出显著的基因连续性。
虽然侵略战争在古埃及人的基因构成中没有留下任何痕迹，但还是实现了人口迁徙——木乃伊的基因几乎不含撒哈拉以南非洲人的DNA，但现代埃及人的线粒体DNA中含有约15% 20%，这意味着在最近1500年间，该地区可能发生过重大的人口迁徙。据历史记载，公元350年，来自南部非洲的人们开始在埃及扎根。尼罗河贸易的增加，包括奴隶贸易、穿越撒哈拉沙漠的奴隶贸易以及中世纪伊斯兰教的传播，进一步加剧了埃及人与撒哈拉以南非洲地区人民的接触。科学家认为基因融合发生了。
虽然全世界都承认这一研究成果对古埃及人类文明的研究意义重大，但我们也不能不看到它的局限性。正如一些科学家所指出的，埃及是一个很大的地方，不同的地区可能经历过不同的战争，可能会有更多的基因混合。克劳斯的研究小组选择的木乃伊样本来自尼罗河流域阿布西尔的梅里克。这个地区出土了成千上万的木乃伊，但毕竟不能代表整个埃及。要知道，科学家估计埃及至少有6.5438+0亿具木乃伊有待发现！
但无论如何，这种基因研究方法无疑为木乃伊基因物质的研究打开了一扇新的大门，研究人员也将在其他时期的古埃及遗址中使用这种方法，进一步探索这一古老文明。正如克劳斯所说，“这是对埃及基因史的第一瞥，仅仅是开始。”