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DNA半衰期为521年

省部重点实验室

2012/10/17

生命科学仪器综合讨论

古遗传学家Morten Allentoft利用恐鸟骨骼计算了DNA半衰期。几乎没有科学家相信恐龙的脱氧核糖核酸（DNA）样本能够存留至今，但也没有人知道这些遗传物质到底要用多久才会散架。如今，对新西兰出土的化石进行的一项研究终于让这桩悬案尘埃落定，顺便终结了克隆霸王龙的美梦。

在细胞死亡后，酶开始分解作为DNA支柱的核苷酸之间的化学键，并且微生物也在加速细胞的腐烂。然而，从长远来看，与水的反应被认为是造成化学键分解的最主要原因。地下水几乎是无所不在的，因而从理论上讲，埋藏的骨骼样本中的DNA会按照一个固定的速度分解。

然而确定这一速度是非常困难的，这是因为很少能够找到含有大量DNA的化石来作出有意义的比较。并且更糟糕的是，变化的环境条件，例如温度、微生物侵入的程度和氧化作用会改变腐解过程的速度。

日前由丹麦哥本哈根大学的Morten Allentoft和澳大利亚佩斯市默多克大学的Michael Bunce率领的古遗传学家研究小组，对属于3种已经灭绝的古代巨鸟（恐鸟）的含有DNA的158根腿骨化石进行了研究。

这些骨骼的年代介于600年到8000年之间，并被发现于彼此距离不超过5公里的3个地方，从而保证了它们差不多是以相同的条件保存的，包括温度为13.1摄氏度。

这项研究成果发表在10月9日的英国《皇家学会学报B卷》上。

通过比较样本的年代以及DNA分解的程度，研究人员推算出DNA的半衰期为521年。这也就意味着，在521年后，一个样本中的核苷酸骨架之间的化学键有一半会被分解掉，而在下一个521年后，剩下的一半化学键也将消失殆尽。

研究小组还预测了如果一根骨骼保存在理想温度（-5摄氏度）下，每根化学键被毁的最长时间为680万年。但其实DNA在很早之前便已经无法读取了——大约在150万年后，剩下的DNA链便因为太短而无法传递有意义的信息。

澳大利亚悉尼大学的计算进化生物学家Simon Ho表示：“这证明了一个广泛存在的质疑，即宣称从恐龙和被封存在琥珀中的古昆虫中提取DNA是不现实的。”然而，Ho说，尽管680万年远不及恐龙骨骼的年龄——后者至少有6500万年——“但我们或许能够打破最古老的真正DNA序列的纪录，当前的纪录约为50万年”。

这项最新研究中的计算很简单，但仍有许多问题。新西兰丹尼丁市奥塔哥大学的古遗传学家Michael Knapp表示：“我非常想看看这项发现能否在非常不同的环境中——例如永久冻土和洞穴——重现。”

此外，研究人员还发现，在恐鸟骨骼的样本中，年龄的差异仅对DNA分解的变化产生了38.6%的影响。“显然有其他因素在影响着DNA的存留。”Bunce说，“化石发掘后的储存、土壤化学，甚至动物死亡的时间都是可能的影响因素，这需要进一步的调查。”

更多阅读

《皇家学会学报B》发表论文摘要（英文）

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