Het genoom van een 700.000 jaar oud fossielen paardenbot is in kaart gebracht, waarmee het record van oeroud DNA lezen dik verbroken is. Het is de vraag welke lang uitgestorven soorten we binnenkort nog meer uit kunnen lezen.
Tot deze week was het oudste genoom dat compleet in kaart was gebracht afkomstig van een 110.000 jaar oude ijsberenkaak. Maar na het onderzoek van de Denen Eske Willerslev en Ludovic Orlando (Universiteit van Kopenhagen) gaat het record veel verder terug in de tijd. De drie miljard letters van het DNA die zij ophelderden zijn afkomstig van een paard dat ongeveer 700.000 jaar geleden leefde.
Deze twee stukjes paardenbot komen uit een 700.000 jaart oud middenvoetsbeentje. Hieruit wisten de onderzoekers genoeg DNA te halen om de complete oerpaard genenkaart te maken.
Ludovic Orlando for NatureSinds de vondst van het voetbot in 2003 in Thistle Creek, Canada, werkten Willerslev en Orlando met een groot internationaal team aan het aflezen van het oeroude paardengenoom. Dat het zo oud was berekenden ze met behulp van de leeftijd van vulkanische as uit dezelfde aardlaag. De onderzoekers brachten ook het DNA van vijf moderne paarden, een paardensoort van 43.000 jaar geleden, een ezel en van het Przewalskipaard in kaart.
Raszuiver
Door de DNA-kaarten te vergelijken ontdekten de wetenschappers dat het Przewalksipaard de nauwste nog levende verwant van onze moderne paarden is. Bovendien is het een zuiver ‘wild’ ras, er werden althans geen sporen van het DNA van tamme paarden in de genoomkaart gevonden. Ook blijkt dat de laatste gemeenschappelijke voorouder van ezels en paarden tussen de 4 en 4,5 miljoen jaar geleden leefde – nog voor de laatste ijstijd – ongeveer twee keer zo lang geleden als tot nu toe werd gedacht. De grootte van de paardenpopulatie wisselde sterk tijdens de afgelopen twee miljoen jaar, voornamelijk tijdens periodes van sterke klimaatverandering.
DNA in verval
Het werk is bijzonder omdat DNA langzaam vervalt. Als cellen doodgaan, valt ook het DNA langzaam uit elkaar. De herstelmechanismen van de cel doen het niet meer en de aanwezige enzymen, nucleases genoemd, breken de verbindingen tussen de nucleotiden af. Bacteriën nemen dat werk over. Als er water en zuurstof aanwezig zijn gaat het proces nog sneller. En is het te warm, dan kun je de hoop op oeroud DNA al helemaal vergeten. Vorig jaar ontdekten wetenschappers van dezelfde universiteit dat DNA een halfwaardetijd heeft van 521 jaar. Dat betekent dat na 521 jaar de helft van de nucleotideverbindingen is verbroken. Nog eens 521 jaar later is de helft van de overgebleven verbindingen nog over, enzovoort. De onderzoekers schatte toen dan de absolute limiet van DNA-overleving zo rond de 6,8 miljoen jaar moest liggen, mits het DNA in een optimale koude, droge omgeving bewaard is gebleven. Maar omdat dit zulke kleine hoeveelheden zijn, zal de grens in de praktijk op een paar miljoen jaar minder liggen.
Oeroude mensenkaart?
De vraag is welke oeroude DNA-kaarten we de komende jaren nog meer kunnen verwachten, nu ook de technieken om dit DNA af te lezen steeds verder verfijnen. Wetenschappers kijken reikhalzend uit naar een DNA-kaart van onze voorouders, zoals Homo heidelbergensis en Homo erectus. Maar of deze soorten zich in noordelijke, koude, gebieden waagden waar de temperaturen optimaal waren voor het bewaren van DNA is niet zeker. Tot die tijd moeten we het doen met het genoom van de Neanderthaler, dat afgelezen werd uit 44.000 jaar oude botten en dat van zijn familielid, de Homo denisova. Overigens smelt de permafrost ook nog eens hard, dus als er resten liggen moeten ze snel gevonden worden..