ДРЕВНИЙ ГЕНБАНК
нейротехнологии и природоподобные технологии
ПАЛЕОГЕНЕТИКА

область исследований, находящаяся на стыке археологии и молекулярной генетики, занимается генетическими исследованиями древней ДНК, содержащейся в биологических останках и ископаемых организмах

Цель

На основе морфологического и модифицированного молекулярно-генетического методов определить видовую принадлежность и основные хозяйственно-ценные признаки семян XII века

Гипотеза

генетический метод >> морфологический метод

Задачи
  1. Изучение научной литературы по теме проекта.
  2. Идентификация зернового материала на основании морфологических признаков. 
  3. Подбор оптимального метода для выделения наиболее качественной древней ДНК .
  4. Рефрагментациявыделенной древней ДНК.
  5. Постановка ПЦР и гель-электрофореза с древними и современными образцами злаков.
  6. Проведение молекулярно-генетического анализа древней ДНК
  7. Сравнение результатов анализа древней и современной ДНК.
  8. Определение эффективности модифицированного метода.
ПРОЦЕСС РАБОТЫ
РЕЗУЛЬТАТЫ
Модификация метода

Удалось модифицировать имеющийся метод генетического анализа и подобрать оптимальные для работы с древними зёрнами параметры.

Совпадение результатов
Удалось получить результат двумя методами (морфологический и генетический): это был ячмень.
Подтверждение гипотезы

Генетический анализ показал достаточную точность, и может использоваться там, где морфологический метод бессилен.

НАША КОМАНДА
София Щербинина
участник
Максим Баранов
участник
Ангелина Стреляева
участник
Наталья Альбертовна Швачко
наставник
Татьяна Вячеславовна Семилет
наставник
Лилия Юрьевна Шипилина
наставник
  1. Дружкова А.С., Воробьева Н.В., Трифонов В.А., Графодатский А.С. Древняя ДНК: итоги и перспективы (к 30-летию начала исследований) / Генетика, 2015, том 51, № 6, с. 627–643 41.
  2. Пилипенко А.С., Молодин В.И., Ромащенко А.Г. Палеогенетический анализ в археологических исследованиях. Вестник ВОГиС, 2010. 14(2), С. 280–311.
  3. Badr A., Sch K.M.R., Rabey H.El, Effgen S., Ibrahim H.H., Pozzi C., Rohde W., Salamini F. (2000) On the origin and domestication history of barley (Hordeum vulgare), molecular biology and evolution, 17(4), 499–510, https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a026330
  4. Ячмень голозёрный: происхождение, распространение перспектива использования, 2013 г. А.В. Железнов, Т.В. Кукоева, Н.Б. Железнова
  5. Barley heads east: Genetic analyses reveal routes of spread through diverse Eurasian landscapes. Diane L. Lister, Huw Jones, Hugo R. Oliveira, Cameron A. Petrie, Xinyi Liu, James Cockram, Catherine J. Kneale, Olga Kovaleva, Martin K. Jones. Brown, T.A., Allaby, R.G.,
  6. Brown, K.A., O’Donoghue, K., Sallares, R. (1994). DNA in wheat seeds from European archaeological sites. Experientia, 50(6), 571–575. doi:10.1007/bf01921727
  7. Mascher, M., Schuenemann, V. J., Davidovich, U., Marom, N., Himmelbach, A., Hübner, S., … Stein, N. (2016). Genomic analysis of 6,000-year-old cultivated grain illuminates the domestication history of barley. Nature Genetics, 48(9), 1089–1093. https://doi.org/10.1038/ng.3611
Мы перебрали более 1000 образцов обуглившихся семян XII века, найденных в Усвятском городище, и отнесли их к тому или иному виду по внешним признакам.
Мы извлекли ДНК старых зерен и новых ростков(в разных помещениях) при помощи набораDNeasy Plant Mini Kit (Qiagen) и убедились в том, что концетрации днк старых образцов слишком малы. Чтобы древние образцы можно было изучать мы провели процесс их обогащения (рефрагментации).

На картинке изображена нуклеотидная последовательность гена Nud ячменя (из базы NCBI), отвечающего за наличие у него плёнки. Голубым цветом выделены фрагменты для праймеров.
Мы также подобрали оптимальные температуры отжига и другие параметры ПЦР.
Чтобы определить наличие генов (Nud-пленчатость, FE-ген домашнего хозяйства) мы провели процедуру гель-электрофореза.