分子考古學家的科研日常

古DNA分子作為遺傳信息的載體，是開展分子考古學研究的重要介質。分子考古學家能根據遺骸的古DNA分子，找到其所屬族群，將遺骸“對號入座”。例如，山羊和綿羊的遺骸，其骨骼外形相似，用肉眼無法區(qū)分。分子考古學家通過提取遺骸中的古DNA分子，并與生物基因庫中的山羊、綿羊族進行比對，就能判斷出遺骸的真實身份。

揭秘遺骸身份的古DNA分子提取實驗

傳統的考古發(fā)掘工作大都在鄉(xiāng)間田野進行，因此又被稱為“田野考古”。而分子考古學家開展的古DNA分子提取實驗需要在室內進行，并且要嚴格控污，對實驗環(huán)境要求極高。

進入實驗室之前，實驗員會從遺址運輸來的骨骼材料中選取保存良好的部分，切割出2×2厘米左右大小的樣品，進行編號、記錄，以備提取實驗。

實驗員進入實驗室后，需按照實驗室工作規(guī)程穿戴工作服、佩戴口罩、使用專用橡膠手套，以避免人體DNA分子混入樣品。

同時，為避免實驗過程中發(fā)生交叉污染，總實驗會分為5階段小實驗，在不同的實驗室依次進行。

樣品準備——前處理實驗

如果說采樣、編號是為了評估、篩選優(yōu)質樣品，前處理實驗則是對所選樣品進行清洗和研磨處理。

在實驗中，實驗員會將樣品用酸泡、清洗，之后用液氮研磨機將其研磨成骨粉，盛裝進干凈的離心管，放入冰箱冷凍封存，從而保證古DNA分子的完整性，防止其降解和被污染。

提取古DNA分子——離心、提取實驗

實驗員在裝入骨粉的離心管中，加入可將古DNA分子從骨骼細胞中分離出來的裂解液（通常包含鹽離子、離液劑、還原劑和蛋白酶抑制劑等成分），從而破壞骨粉細胞表面的脂質結構，使古DNA分子被釋放、進而懸浮在溶液中。

為更高效地提取古DNA分子，過夜后的離心管會被放入離心機離心，離心后的骨粉漸漸沉淀于管底。實驗員為有效回收古DNA分子片段，會將含有古DNA分子的上層清液提取至新試管中。

修復古DNA分子——PCR擴增

與現代DNA分子不同，受埋藏環(huán)境的影響，古DNA分子會出現不同程度的降解，即雙螺旋結構遭到破壞。

因此，提取出的古DNA分子需加入特定劑量的引物、酶和混合劑，混勻后放入PCR儀中進行擴增，修復它的雙螺旋結構。

純化古DNA分子

電泳是一種利用帶電粒子在電場中移動速度不同而達到分離的技術。在純化階段，實驗員會借助電泳實驗結果，判斷古DNA分子是否提取成功。

解開考古謎題——測序

提取成功后，會對樣品進行專業(yè)的堿基序列檢測。

在這樣一系列的實驗操作后，就可以獲得一條完整的古DNA分子信息了。實驗員對檢測結果進行分析，就能回答部分考古學問題，如可通過檢測結果判斷該生物的所屬族群。

考古界的微觀“偵探”

考古學的目標是盡可能地復原古人類的社會生活環(huán)境，而考古遺址中的遺跡、遺物都是古人類生活更迭的記錄者，因此，遺跡、遺物研究是探尋當時人類生活環(huán)境、社會發(fā)展狀況不可或缺的線索。

古DNA分子研究以骨骼遺存為依托，在解決人類起源和遷徙、動植物的家養(yǎng)與馴化過程等重大考古學問題上扮演著重要角色，讓我們從遺傳信息中看到種族基因的歸屬與演變。

但是，古DNA分子具有含量極低、高度降解和廣泛損傷的特點，它是否能被提取，以及提取出的結果，都嚴重依賴樣品的保存情況。實驗過程中，古DNA分子的提取過程易被污染，且人類或動物的起源與擴散問題也十分復雜，這些都為古DNA分子的研究帶來很大的難度。

不過，隨著科技水平不斷提升、設備更新、實驗環(huán)境升級以及歷代分子考古學家的不斷努力，古DNA分子研究技術已顯著提高，為解決更多考古學中的困難提供了堅實支持。

雖然遺骸不會說話，但攜帶遺傳物質的古DNA分子記錄著它們的故事。在科技與學術發(fā)展齊頭并進的當下，只要遺骸尚在，分子考古學家就能夠找到它們的古DNA分子信息，幫助更多遺骸再見天日、重歸故里。

（責任編輯 / 王佳璇 美術編輯 / 徐博宇）