De uddøde får nyt liv – Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Nyheder > Alle nyheder > 2010 > 2010.2 > De uddøde får nyt liv

10. februar 2010

De uddøde får nyt liv

Genom

Forskere på KU har som de første i verden genskabt generne hos en mand fra en for længst uddød kultur.

Rekonstruktion af InukForskere på Københavns Universitet, KU, har som de første i verden genskabt generne hos en mand fra en for længst uddød kultur. Det er aldrig gjort før - hverken hvad angår dyr eller mennesker. Deres opdagelse betyder, at arkæologer og DNA-forskere kan gå på jagt på museumshylderne eller i det fri og få sat nøjagtige billeder på forsvundne fortidsmennesker, selv om der kun er få rester af dem bevaret. Den revolutionerende teknik kan også hjælpe os til en bedre forståelse af de arveanlæg og sygdomme, som nutidens mennesker har fået fra deres forfædre. De opsigtsvækkende forskningsresultater offentliggøres nu i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Nature.

Eske Willerslev og Morten Rasmussen i laboratorietDet er professor Eske Willerslev og hans ph.d.-studerende Morten Rasmussen fra Grundforskningscenter for Geogenetik på Statens Naturhistoriske Museum på Københavns Universitet, der står i spidsen for det internationale forskerhold, som fremlægger de opsigtsvækkende forskningsresultater.

Kortlægning af genomet 

Den 38-årige Eske Willerslev og hans forskerteam har tidligere gjort sig bemærket internationalt med bl.a. at genskabe betydelige dele af arvemassen hos uddøde mammutter fra Sibirien. Men det er første gang, at det er lykkedes forskere at kortlægge hele genomet - dvs. de mulige 80 procent af samtlige gener - hos et uddødt væsen, hvad enten det drejer sig om dyr eller mennesker. I dette tilfælde er det en mand, som forskerne nu giver os et billede på, hvordan han så ud i levende live, og hvilke skavanker han gik rundt med.

Bag den revolutionerende opdagelse skjuler sig en hårtot, som befandt sig på Nationalmuseet i København. Hårtotten tilhørte en mand fra den såkaldte Saqqaq-kultur, der levede i Nordvestgrønland for 4.000 år siden, og som var et af de første mennesker, der bosatte sig i den Ny Verdens Arktis. Denne uddøde kultur har visse kulturhistoriske træk til fælles med den nuværende grønlandske befolkning, men genetisk hænger de ikke sammen. Forskerne kalder den forhistoriske grønlænder "Inuk", som betyder "menneske" på grønlandsk.

Det var et rent tilfælde, at DNA-forskeren Eske Willerslev kom på sporet af hårtotten, efter at han forgæves havde udforsket bopladser i Grønland på jagt efter rester af mennesker fra Saqqaq-kulturen.

- Under en samtale med den nuværende direktør for Statens Naturhistoriske Museum, Morten Meldgaard, kom vi i snak om Saqqaq-kulturen. Han fortalte om hårtotten, som var blevet fundet under en tidligere ekspedition til en boplads i Grønland. Bagefter gik vi i gang med at få analyseret hårtotten for DNA-materiale, efter at vi havde fået accept for det i Grønland. Vi brugte forskellige teknikker, men vidste ikke om det ville fungere og dermed føre til genskabelsen af genomet hos et uddødt menneske. Men det gjorde det, fortæller professor Eske Willerslev.

Projektet blev en realitet grundet en privat pengedonation til pilotstudier fra Fredrik Paulsen (Ferring koncernen) og senere en større pengebevilling fra Lundbeckfonden.

- Uden disse private pengedonationer ville Danmark aldrig have vundet kapløbet om at sekvensere det første genom fra et uddødt menneske - et gennembrud, der sætter Danmark på verdenskortet, siger Eske Willerslev.

- Mange videnskabelige gennembrud handler ikke kun om mængden af penge, men også hvor hurtigt pengene bliver aktiveret, fordi internationalt ledende forskningsgrupper er i så skarp konkurrence at det er uger eller måneder der skiller vinder fra taber - og der er kun én vinder i kapløbet, nemlig den forskergruppe der kommer først. Lundbeckfonden har indset dette og spiller alene af den grund en helt afgørende rolle for dansk grundforskning, tilføjer Eske Willerslev.

Blueprint af fortidsmanden 

Rekonstruktionen eller blueprintet af fortidsmanden, Inuk, fra Grønland er så nøjagtigt, at forskerne i detaljer kan beskrive væsentlige dele af mandens udseende. Lige fra hans tendens til skaldethed, tørheden af hans ørevoks, blodtype, udformningen af hans fortænder og hans dispositioner for diverse sygdomme. Og ikke mindst - hans tilpasning til lave temperaturer, som gjorde, at han genetisk var i stand til at producere tilstrækkeligt med kropsvarme for at klare kuldegraderne i det højarktiske område, hvor Saqqaq-kulturen levede et hårdt og uddøende liv.

- Tidligere forsøg på at genskabe mammutternes genom resulterede i, at det var fyldt med huller og skader, fordi vi ikke havde den rette teknik til 100 procent at kortlægge kombinationen af de genetiske egenskaber fra faderen og moderen. Men nu er det lykkedes. Dermed kan vi yde en vigtig hjælp til bl.a. arkæologer i deres forsøg på at finde ud af, hvad der skete med mennesker fra uddøde kulturer. Til det kan man bruge organisk materiale - fx knogler eller hår, som findes på museerne eller ligger frit i jorden. Tidligere var det sådan, at DNA-materialet helst skulle været nedfrosset eller ligge i jordlag med permafrost. Men det problem har vi ikke længere med de nye metoder, som vi har udviklet her på Grundforskningscenter for Geogenetik, siger Eske Willerslev.

Det er i høj grad Ph.d-studerende Morten Rasmussen, som har udført benarbejdet med at analysere og stykke de mange sekventeringer og kemiske analyser af det sparsomme og beskadigede DNA-materiale sammen til en helhed af manden Inuk fra det kolde nord. Det er bl.a. sket i tæt samarbejde med andre forskere på Københavns Universitet - samt i Kina, hvor de har langt flere sekventeringsmaskiner end i Danmark.

- Tidligere ville det tage år at genskabe et helt genom. Med de nye metoder og de mange sekventeringsmaskiner, der er til rådighed, kan vi nu gøre det i løbet af et par måneder - inklusiv det store analyse-arbejde, som også hører med. Det interessante ved at stykke et menneskeligt genom sammen er, at vi genetisk i arveanlæggene kan påpege, hvorfor vi fx er lyshårede i Skandinavien, hvorfor andre er disponeret for diverse sygdomme eller har en tendens til afhængighed af alkohol eller tobak. Det er langt fra Frankensteins monster, som vi har skabt ved at stykke genomet sammen fra et uddødt menneske. Man kan sammenligne vores arbejde med, at vi nu har tegningen over et hus, men vi ved stadig væk ikke, hvordan huset skal bygges, understreger Morten Rasmussen.

Deres forskningsresultater offentliggøres nu i det engelske videnskabelige tidsskrift Nature, som er et af de førende i verden.

Hvordan man sekventerer et helt genom

Hårtotten, som det hele begyndte med, indeholder mange kopier af DNA'et fra den nu for længst afdøde Saqqaq-mand. På grund af alderen er DNA brudt op i små fragmenter. DNA'et blev oprenset og en lille kendt DNA-sekvens blev klistret på begge ender. Ud fra den kan DNA'et kopieres og koden kan læses ekstremt hurtigt og i mange kopier med en helt ny sekventeringsteknik. Da DNA'et er i mange små stykker, er den næste store udfordring at samle et gigantisk puslespil - her op mod 3,5 milliarder brikker - som oven i købet er en dårlig skabelon, når man skal finde ud af, hvilke brikker, der passer, og hvilke der slet ikke hører til.

Hvordan skader i genomet kunne undgås

DNA'et i Saqqaq-håret er fuld af skader efter at have ligget i jorden i 4.000 år og siden på museum. Sådanne skader vil normalt føre til sekventeringsfejl og derfor til fejl i den nye kopi af genom-sekvensen. Ved at benytte et specielt enzym, der ikke kan kopiere henover skadet DNA, kan man undgå skader i genom-sekvensen, som ellers ville have gjort det vanskeligt at skelne naturlige forskelle mellem moderens og faderens DNA-input. Det gamle Saqqaq-genom er derfor sammenligneligt i kvalitet med genomet - arvematerialet fra et nutidigt menneske.

Hvorfor hår er godt

Forskere på bl.a. Københavns Universitet benytter hår til genom-sekventeringen, fordi dette materiale har vist sig ofte at være bedre en fx knogler og tænder. I 2007 viste lektor Tom Gilbert fra Grundforskningscenter for GeoGenetik på KU, at gammelt hår er godt til DNA-sekventering, fordi det ikke er porøst ligesom knogler og tænder. Det betyder, at al forurening i form af bakterier og svampe mm sidder på ydersiden af håret og derfor let kan renses væk.

Vigtigste samarbejdspartnere

Anders Kroghs bioinformatik gruppe, Københavns Universitet, DK
Søren Brunak og Thomas Sicheritz-Ponten's bioinformatik grupper, DTU, DK
Rasmus Nielsen's evolutions gruppe, UC Berkeley, USA
Richard Villem's genetiske antropologi gruppe, Letland
Toomas Kivisild genetiske antropologi gruppe, Cambridge, UK
Jun Wang's sekventeringscenter, BGI, Kina
Bjarne Grønnow, Nationalmuseet, DK
Claus Andreasen, Grønlands Nationalmuseum, Grønland

Kontakt

Eske Willerslev på mobil 28 75 13 09 
Morten Rasmussen på mobil 28 60 04 00