Neandertalergenomet nesten kartlagt

Det første utkastet over neandertalernes genom er ferdig. Tyske og amerikanske forskere har kartlagt til sammen 60 prosent av arvematerialet til våre nærmeste slektninger, og i går ble resultatet presentert i Oslo.

Publisert
Johannes Krause, pst. doc Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology.(Foto: Asle Rønning)
Johannes Krause, pst. doc Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology.(Foto: Asle Rønning)

DNA og sekvensering

DNA er en slags oppskrift på hver enkelt levende skapning, og en kopi av DNAet ligger inne i hver eneste celle i organismen. DNAet er i virkeligheten en kjempelang spiraltråd, satt sammen av par av fire ulike baser – stoffer som fungerer som en slags bokstaver som informasjonen i DNAet er skrevet med.

Planter, dyr, bakterier og alle andre skapninger med DNA bruker akkurat de samme base-bokstavene, og det er altså rekkefølgen av basene og mengden DNA som bestemmer hva slags organisme vi har med å gjøre.

Sekvensering betyr å finne rekkefølgen på basene i et DNA.
 

Neandertalerne var våre nærmeste slektninger. De levde sammen med våre egne forfedre i titusener av år, før de til slutt kastet inn håndkleet for 30 000 år siden, og forsvant ut av såga for alltid. Men hvor like oss var de egentlig?

Det mangler ikke på spørsmål rundt slektningene våre fra fortida, og mange svar kan ligge i det genetiske materialet. Dersom vi kan kartlegge DNA-et til neandertalerne og sammenligne det med vårt eget arvemateriale, kan mange mysterier avsløres.

Og nå er forskerne altså på god vei til å klare akkurat det.

Forskerbragd

Det er forskere fra The Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology i Leipzig, og 454 Life Sciences Corporation i USA som står bak bragden. I går ble den offentliggjort i Leipzig, på det årlige møtet i American Association for the Advancement of Science (AAAS) i Chicago - og i Oslo.

I Norge hadde nemlig arrangørene av Darwindagene ved Universitetet i Oslo gjort et scoop og sikret seg en presentasjon av verdensnyheten.

Forsker Johannes Krause fra den tyske forskergruppa kunne stolt fortelle om prosjektet han har vært en del av, og hva man har oppnådd.

- Det moderne mennesket er antagelig en årsak til at neandertalerne døde ut. Dersom det var vi som utryddet dem, er det verdt å merke seg at vi nå kan bringe dem tilbake - i hvertfall genetisk, sier Krause til forskning.no.

Møysommelig arbeid

DNA er hentet fra fossile funn i Europa og Asia og forskerne har sekvensert mer enn en milliard DNA-fragmenter. Til sammen utgjør de 60 prosent av et helt neandertalergenom.

Det har vært en møysommelig jobb, og de metodologiske utfordringene har vært formidable. Et av problemene er at det fossile materialet er begrenset. Krause sammenligner med mammuten, der en tilsvarende kartlegging er gjennomført. Mens tilgangen på neandertalerfossiler måles i gram, måles mammutfossiler i kilo.

I tillegg kom utfordringer ved at neandertaler-fossilene i stor grad var forurenset av annet DNA. Menneske-DNA fra arkeologer og alle andre som har håndtert fossilene måtte sorteres ut. Laboratoriene måtte utformes for å unngå forurensning. En av gruppene, ledet av professor Svante Pääbo, har jobbet i helt spesielle sterile rom.

En annen utfordring var at fossilene inneholdt DNA fra bakterier, sopp og andre organismer som har levd i hulene der beinene ofte er funnet. Bare noen prosenter av DNA-et som i første omgang ble påvist i prøvene viste seg å være fra pattedyr.

Måtte redesigne

Den møysommelige forskningsprosessen måtte stadig få nytt design - også ut fra hensynet til å unngå å sprenge alle økonomiske rammer.

De nye metodene har ført til at forskerne kom i havn. Innovasjonene har også medført at de trenger mindre av det dyrebare materialet fra neandertalerfossilene. Totalt har de faktisk brukt mindre enn et halvt gram med bein!

Forskerne har brukt materiale fra ulike funn i Europa og Asia, men gjennombruddet har særlig kommet takket være fossiler fra Vindija-hulen i Kroatia. Et nytt funn i regionen Asturias i Spania er nå under utgraving.

Der bruker arkeologene spesielle teknikker - blant annet arbeider de i spesielle drakter - for å unngå å forurense fossilene med menneske-DNA.

Lærer oss om oss selv

Det antas at neandertalerne og det moderne menneske har en felles opprinnelse 300 000 år tilbake i tid. Stammødrene og -fedrene til dette felles opphavet skilte lag med opphavet til sjimpansene (våre nærmeste slektninger blant apene) for fem til sju millioner år siden.

Sjimpansegenomet ble kartlagt i 2005. Forskere håper å finne store, sammenhengende områder i rekkene med arvemateriale som er felles for neandertaler og sjimpanse, men som mangler hos moderne menneske.

Kanskje kan man her finne nøkkelen til den genetiske basisen for menneskets egenart, og hvordan det på kort tid kunne kolonisere store deler av kloden.

- Det vil si noe om hvilke endringer mennesket har gått gjennom i nyere tid. Det er et paradoks at vi kan lære mer om oss selv gjennom studiet av en utdødd art, sier Krause.

Ikke melkedrikkere

Forskerne har begynte å studere materialet ut fra noen foreløpige problemstillinger. Et av de interessante genene er FOXP2, som er knyttet til språk og taleevne hos moderne mennesker. Man har funnet en variant av dette genet, i samme variant som hos moderne mennesker, i neandertalergenomet.

Det betyr ifølge Krause ikke nødvendgivs at neandertalerne hadde språk, men man kan heller ikke utelukke det på genetisk grunnlag.

Det er også forsket på genetisk disponering for melkesukker-toleransen som tillater europere og andre folkegrupper å drikke melk også i voksen alder. Dette er regnet som en ny tilpasning til jordbrukskultur. Ikke overraskende fant man ikke dette genet hos neandertalerne.

Krysninger

Et tredje spørsmål er om man kan finne spor av krysninger mellom dagens mennsker og neandertalerne.

Om det skulle finnes slike spor, ville man kunne anta at de kun finnes hos grupper som levde i Europa og Asia samtidig med neandertalerne, og ikke i arvemateriale fra afrikanere.

- Vi forsker fortsatt på dette. Det vil også være interessant å se om det er spor av arvemateriale fra moderne mennesker i neandertalgenomet, sier Krause.

Håper på Kina

Kartleggingen har også gitt ny kunnskap om omfanget av neandertalerpopulasjonen, som viser seg å ha vært relativt liten.

Man har også funnet at neandertalerfossiler fra Sentral-Asia er genetisk lik funn gjort i Europa, sier Krause:

- Så langt er det ikke gjort funn i Kina eller Mongolia, men det er heller ikke gjort så mange undersøkelser. Nå er jeg alltid spent når man gjør nye fossilfunn i Kina eller Mongolia - er det neandertalere eller ikke?

Referanse:

Resultatene ble lagt fram på det årlige møtet i American Association for the Advancement of Science (AAAS), 12. februar 2009.