Thời gian bán hủy của DNA được xác định bằng cách sử dụng xương hóa thạch | H-care.vn

Chúng ta đã quen với các chất phóng xạ có chu kỳ bán rã, nhưng DNA? Giờ đây, một nghiên cứu về xương các loài chim đã tuyệt chủng cho thấy rằng chuỗi xoắn kép cũng có chu kỳ bán rã có thể đo lường được và chúng ta đã đánh giá thấp khả năng tồn tại của nó trong hồ sơ hóa thạch.

Morten Allentoft của Đại học Copenhagen, Đan Mạch, người cùng với Mike Bunce của Đại học Murdoch ở Perth, Australia, và các đồng nghiệp, cho biết: “DNA phân hủy ở một tốc độ nhất định, và do đó, thật hợp lý khi nói về chu kỳ bán rã”. DNA từ xương chân của 158 loài chim không biết bay đã tuyệt chủng được gọi là moa.

Một phần lý do khiến thời gian bán hủy của DNA rất khó nắm bắt là khó tìm được một bộ đệm đủ lớn chứa các mẫu đã tiếp xúc với các điều kiện tương tự. Xương moa có niên đại từ 600 đến 8.000 năm và đến từ một khu vực rộng 5km trên Đảo Nam của New Zealand, những yếu tố chính giúp xác định mô hình phân hủy thông thường.

Allenoft cho biết, với nhiệt độ chôn cất ước tính là 13°C, thời gian bán hủy của DNA là 521 năm, dài hơn gần 400 lần so với dự kiến ​​trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm ở nhiệt độ tương tự.

Chu kỳ bán rã 158.000 năm

DNA lâu đời nhất cho đến nay thuộc về côn trùng và thực vật và được tìm thấy trong băng từ 450.000 đến 800.000 năm tuổi. Trong điều kiện âm độ, Allentoft và Bunce ước tính rằng chu kỳ bán rã của DNA có thể kéo dài tới 158.000 năm, nghĩa là tàn tích cuối cùng sẽ biến mất vào khoảng 6,8 triệu năm. Allentoft nói rằng đó là một đánh giá lạc quan và không ngụ ý rằng các mẫu DNA đủ lớn để đo lường có thể được chiết xuất từ ​​xương cũ.

Eva-Maria Geigl, từ viện Jacques Monod ở Paris, Pháp, vẫn không bị thuyết phục bởi những tuyên bố về thời gian bán hủy, mà cô ấy nói là dựa trên bằng chứng yếu về mặt thống kê. Ví dụ, cô ấy chỉ ra rằng mối tương quan phần lớn dựa trên các xương moa có tuổi đời hơn 6.000 năm, khi đó có ít hơn 10 trong số 158 xương già như vậy.

“Hóa thạch cổ đại rất hiếm, và do đó sẽ có ít dữ liệu hơn trong phần phân tích này,” Bunce nói. “Chúng tôi không thể làm gì ngoài việc trình bày những gì có trong tay, và rõ ràng là có tín hiệu. Mối tương quan là rất có ý nghĩa.”

Nếu DNA bị phá vỡ theo những cách có thể dự đoán được, chúng ta có thể tính toán cơ hội tìm thấy nó ở những vị trí quan trọng không? Kể từ khi hòn đảo Flores của Indonesia đổ xác của “người hobbit”, Homo floresiensis vào năm 2004, có rất nhiều suy đoán rằng một số mẫu vật có thể chứa DNA giúp xác định vị trí của chúng trên cây phả hệ loài người. Quan niệm này đã được thúc đẩy bởi bằng chứng cho thấy người Hobbit có thể đã sống sót cách đây 18.000 năm.

Thật không may, Bunce tin rằng các tính toán mới sẽ khó áp dụng cho các trang web cụ thể. “Một số yếu tố khác phát huy tác dụng,” ông nói, bao gồm cả mùa sinh vật chết. Trên thực tế, mặc dù xương moa trong phân tích đã được chôn cất trong một môi trường tương tự, nhưng tuổi của mẫu vật chỉ có thể chiếm khoảng 40 phần trăm phương sai trong bảo quản DNA; nói cách khác, chu kỳ bán rã của tín hiệu bị nhiễu.

Alan Cooper, giám đốc Trung tâm DNA cổ đại của Úc tại Đại học Adelaide, Nam Úc, đồng ý. “Quá trình phân hủy sau khi chết phụ thuộc rất nhiều vào mùa vụ và bối cảnh, và nó có tác động rất lớn đến sự tồn tại của DNA.”

Cooper đã cố gắng trích xuất DNA từ Homo floresiensis vẫn còn, nhưng anh ấy bắt đầu nghĩ rằng sẽ không bao giờ tìm thấy. Ông nói rằng các ước tính niên đại chưa được công bố gần đây chỉ ra rằng “tài liệu về người Hobbit có thể cổ hơn đáng kể so với đề xuất hiện tại.”

Tạp chí tham khảo: Kỷ yếu của Hiệp hội Hoàng gia BDOI: 10.1098/rspb.2012.1745