¿Cómo se conserva el ADN en sedimentos arqueológicos durante miles de años?

Jan Bartek - AncientPages.com - Los sedimentos en los que están incrustados los hallazgos arqueológicos han sido considerados durante mucho tiempo por la mayoría de los arqueólogos como subproductos sin importancia de las excavaciones. Sin embargo, en los últimos años se ha demostrado que los sedimentos pueden contener biomoléculas antiguas, incluido el ADN.

"La recuperación de ADN antiguo humano y de fauna de sedimentos ofrece nuevas y emocionantes oportunidades para investigar la distribución geográfica y temporal de humanos antiguos y otros organismos en sitios donde sus restos esqueléticos son raros o ausentes", dice Matthias Meyer, autor principal del estudio y investigador del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Leipzig.

Muestreo de un bloque intacto de sedimento impregnado para análisis de ADN antiguo. Crédito: MPI f. Antropología evolutiva

Para investigar el origen del ADN en el sedimento, los investigadores de Max Planck se unieron a un grupo internacional de geoarqueólogos (arqueólogos que aplican técnicas geológicas para reconstruir la formación de sedimentos y sitios) para estudiar la preservación del ADN en sedimentos a escala microscópica. Utilizaron bloques de sedimentos intactos que habían sido retirados previamente de sitios arqueológicos y empapados en resina sintética similar a un plástico (poliéster). Los bloques endurecidos se llevaron al laboratorio y se cortaron en secciones para obtener imágenes microscópicas y análisis genético.

Los investigadores extrajeron con éxito ADN de una colección de bloques de sedimentos preparados hace 40 años, de sitios en África, Asia, Europa y América del Norte. “El hecho de que estos bloques sean una excelente fuente de ADN antiguo, incluido el que se origina en los homínidos, a pesar de que a menudo se almacenan durante décadas en plástico, brinda acceso a un vasto depósito sin explotar de información genética.

El estudio abre una nueva era de estudios de ADN antiguo que volverán a visitar las muestras almacenadas en los laboratorios, lo que permitirá el análisis de los sitios que se han rellenado hace mucho tiempo, lo cual es especialmente importante dada la restricción de viajes y la inaccesibilidad del sitio en un mundo pandémico ", dice. Mike Morley de la Universidad de Flinders en Australia, quien dirigió algunos de los análisis geoarqueológicos.

Abundancia de micro restos en la matriz sedimentaria

Los científicos utilizaron bloques de sedimento de la cueva Denisova, un sitio ubicado en las montañas de Altai en el centro sur de Siberia, donde se recuperó ADN antiguo de neandertales, denisovanos y humanos modernos, y mostraron que pequeñas partículas orgánicas producían más ADN que los sedimentos muestreados al azar.

"Muestra claramente que la alta tasa de éxito de la recuperación de ADN de mamíferos antiguos de los sedimentos de la cueva de Denisova proviene de la abundancia de micro restos en la matriz del sedimento en lugar de ADN extracelular libre de heces, fluidos corporales o tejido celular en descomposición potencialmente adsorbido en granos minerales. "dice Vera Aldeias, coautora del estudio e investigadora de la Universidad del Algarve en Portugal. "Este estudio es un gran paso más para comprender con precisión dónde y bajo qué condiciones se conserva el ADN antiguo en los sedimentos", dice Morley.

Superficie de una sección de bloque intacto de sedimento impregnado de la cueva Denisova. Crédito: Mike Morley

El enfoque descrito en el estudio permite un muestreo de sedimento a microescala altamente localizado para análisis de ADN y muestra que el ADN antiguo (ADNa) no se distribuye uniformemente en el sedimento; y que las características específicas de los sedimentos son más propicias que otras para la conservación del ADN antiguo. "Vincular el ADNa de los sedimentos con el microcontexto arqueológico significa que también podemos abordar la posibilidad del movimiento físico de un ADNa entre depósitos sedimentarios", dice Susan Mentzer, investigadora del Centro Senckenberg para la Evolución Humana y el Paleoambiente (Alemania).

Diyendo Massilani, el autor principal del estudio, pudo recuperar cantidades sustanciales de ADN neandertal de solo unos pocos miligramos de sedimento. Pudo identificar el sexo de los individuos que dejaron su ADN y demostró que pertenecían a una población relacionada con un neandertal cuyo genoma fue reconstruido previamente a partir de un fragmento de hueso descubierto en la cueva.

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"El ADN neandertal en estas pequeñas muestras de sedimento incrustado en plástico estaba mucho más concentrado de lo que normalmente encontramos en el material suelto", dice. "Con este enfoque será posible en el futuro analizar el ADN de muchos individuos humanos antiguos diferentes a partir de un pequeño cubo de sedimento solidificado. Es divertido pensar que presumiblemente esto es así porque usaron la cueva como un inodoro decenas de hace miles de años."

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Escrito por Jan Bartek - AncientPages.com Redactor del personal