Bilim insanları, biri 5.500 yaşına kadar olan yedi bebeğin eski kemiklerindeki DNA'ya dayanarak Down sendromu teşhisini koydu. Nature Communications dergisinde yayınlanan yöntemleri, araştırmacıların tarih öncesi toplumların Down sendromlu ve diğer nadir hastalıklara sahip insanlara nasıl davrandığı hakkında daha fazla bilgi edinmesine yardımcı olabilir.
Günümüzde 700 bebekten 1'ini etkileyen Down sendromuna 21. kromozomun fazladan bir kopyası neden oluyor. Ekstra kromozom, kalp kusurları ve öğrenme güçlükleri dahil olmak üzere çeşitli değişikliklere neden olabilecek ekstra proteinler üretir.
Bilim insanları hastalığın geçmişini anlamakta zorlanıyor. Günümüzde yaşlı annelerin bu duruma sahip bir çocuk sahibi olma olasılığı daha yüksektir. Ancak geçmişte kadınların erken ölme olasılığı daha yüksekti, bu da Down sendromunu daha az yaygın hale getirmiş olabilir ve bugün Down sendromuyla doğan çocukların kalp ameliyatları ve yaşamlarını uzatan diğer tedaviler olmadan hayatta kalma olasılıkları daha düşük olabilirdi.
Arkeologlar aşağıdakiler gibi bazı nadir hastalıkları tespit edebilir: B. Cücelik, yalnızca kemiklere bakılarak tespit edilebilir. Ancak trizomi 21 olarak da bilinen Down sendromu oldukça değişken bir hastalıktır.
Bu duruma sahip kişiler farklı semptom kombinasyonlarıyla ortaya çıkabilir ve şiddetli veya daha hafif formlara sahip olabilirler. Örneğin, Down sendromunun neden olduğu karakteristik badem şeklindeki gözlere sahip kişilerin iskeletleri nispeten normal olabilir.
Bu durum arkeologların antik iskeletlerde Down sendromunu güvenilir şekilde teşhis etmesini zorlaştırıyor. “'Ah, bu değişiklik var, yani trizomi 21' diyemezsiniz” dedi Dr. Yeni çalışmaya dahil olmayan, Berlin'deki Alman Arkeoloji Enstitüsü'nden antropolog Julia Gresky.
Bunun aksine, en azından yaşayan insanlarda Down sendromunu genetik olarak tanımlamak zor değildir. Son yıllarda genetikçiler, yöntemlerini eski kemiklerde korunan DNA üzerinde test ettiler.
Ancak bu zorlayıcıydı çünkü bilim insanları ölümden sonra parçalara ayrılan tam kromozomları kolaylıkla sayamıyorlardı.
2020 yılında, o zamanlar Dublin Trinity College'da genetikçi olan Lara Cassidy ve meslektaşları, Down sendromlu bir bebeğe teşhis koymak için ilk kez antik DNA'yı kullandılar. Batı İrlanda'daki 5.500 yıllık bir mezara gömülü iskeletlerdeki genleri incelediler. 6 aylık bir çocuğun kemikleri, 21. kromozomdan alışılmadık derecede büyük miktarda DNA içeriyordu.
O zamandan beri, Leipzig'deki Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü'nde istatistikçi olan Adam Rohrlach ve meslektaşları, binlerce kemiği hızlı bir şekilde incelemelerine olanak tanıyan genetik imzayı belirlemek için yeni bir yöntem geliştirdiler.
Fikir Dr. Rohrlach, enstitüdeki bir bilim adamıyla antik DNA'yı arama süreci hakkında konuştuğunda. Yüksek kaliteli DNA dizilimi çok pahalı olduğu için araştırmacılar, daha fazla çalışma için bazılarını seçmeden önce, pompalı tüfek dizilimi adı verilen düşük maliyetli bir test kullanarak kemikleri incelediler.
DNA kemikte hâlâ mevcutsa, test birçok küçük genetik parçayı ortaya çıkardı. Çoğunlukla ölümden sonra kemiklerde büyüyen mikroplardan geliyorlardı. Ancak bazı kemikler aynı zamanda insana ait olduğu anlaşılan DNA da içeriyordu ve yüksek yüzdeye sahip olanlar ek testler için işaretlendi.
Dr. Rohrlach, enstitünün bu şekilde yaklaşık 10.000 insan kemiğini incelediğini ve tüm pompalı tüfek sıralamalarının sonuçlarının bir veri tabanında saklandığını öğrendi. Dr. Rohrlach ve meslektaşlarının aklına ek kromozomlar için veri tabanında arama yapabilecekleri geldi.
“'Hiç kimse böyle şeyleri aramadı' diye düşündük” dedi Dr. Rohrlach.
Kendisi ve meslektaşları, elde edilen DNA parçalarını kromozomlara göre sıralayan bir program yazdı. Program, her bir kemiğin DNA'sını tüm örnek seti ile karşılaştırdı. Daha sonra belirli bir kromozomdan gelen alışılmadık derecede yüksek sayıda diziye sahip belirli kemikler tanımlandı.
İlk görüşmeden iki gün sonra bilgisayarda sonuçlar çıktı. “Tahminimizin doğru olduğu ortaya çıktı” dedi Dr. Rohrlach şu anda Avustralya'daki Adelaide Üniversitesi'nde yardımcı öğretim görevlisi olarak görev yapıyor.
Enstitünün koleksiyonunun, Down sendromunun ayırt edici özelliği olan 21. kromozomdan ek DNA içeren altı kemik içerdiğini keşfettiler. Bunlardan üçü henüz bir yaşında olan bebeklere, diğer üçü ise doğumdan önce ölen fetüslere aitti.
Dr. Rohrlach ayrıca Dr. 2020'den Cassidy takip etti. Programını İrlanda iskeletinin pompalı tüfek dizilimini analiz etmek için kullandı ve ayrıca fazladan bir kromozom 21 taşıdığını buldu ve bu da onun orijinal teşhisini doğruladı.
Ayrıca Dr. Rohrlach, 18. kromozomun fazladan bir kopyasına sahip başka bir iskelet. Bu mutasyon, Edwards sendromu adı verilen ve genellikle doğumdan önce ölümle sonuçlanan bir duruma neden olur. Kemikler, 40. haftada ölen ve ciddi şekilde deforme olan doğmamış bir fetüse aitti.
Yeni anketle Dr. Rohrlach ve meslektaşları Down sendromunun geçmişte ne kadar yaygın olduğunu belirleyemiyor. Bu duruma sahip birçok çocuk muhtemelen yetişkinlikten önce ölmüştür ve çocukların kırılgan kemiklerinin korunma olasılığı daha düşüktür.
“Örneklemede ve neyi bulup neyi bulamadığımız konusunda çok fazla belirsizlik var” dedi Dr. Rohrlach. “Bu rakamlardan çok fazla şey elde etmeye çalışmanın çok cesur bir istatistikçi olacağını düşünüyorum.”
Ama Dr. Rohrlach, Down sendromlu üç çocuğun ve Edward sendromlu bir çocuğun 2.800 ila 2.400 yıl önce kuzey İspanya'daki iki komşu kasabada gömülmüş olmasını önemli buldu.
Tipik olarak, bu kültürdeki insanlar ölümlerinden sonra yakılırdı, ancak bu çocuklar bazen mücevherlerle birlikte binalara gömülürdü. “Henüz anlamadığımız nedenlerden dolayı bu evlere özel bebekler gömülüyordu” diye tahminde bulundu Dr. Rohrlach.
Dr. Gresky, kanıtların bu vaka grubu için tesadüfleri dışlamayı mümkün kıldığına inanmıyordu.
“Belki de kemikler orada çok iyi korunmuştu” dedi. “Belki de arkeologlar o kadar iyi ve eğitimliydi ki hepsini ortaya çıkardılar. Belki de bulunmalarını kolaylaştıracak şekilde gömülmüşlerdir.”
Yine de Dr. Gresky yeni çalışmayı önemli bir ilerleme olarak görüyor. Bir yandan, arkeologların genetik olarak Down sendromuyla tanımlanan kalıntıları karşılaştırmasına ve tüm iskeletlerde ortak olan bazı gizli özellikleri keşfetmesine olanak tanıyabilir.
Ve Dr. Gresky, diğer araştırmacıların diğer nadir hastalıkların gizli hikayelerine ışık tutmak için antik DNA'yı kullanacağını umuyordu: “Onları arayıp onlar hakkında konuşmalısınız. Aksi halde görünmez kalırlar.”
Günümüzde 700 bebekten 1'ini etkileyen Down sendromuna 21. kromozomun fazladan bir kopyası neden oluyor. Ekstra kromozom, kalp kusurları ve öğrenme güçlükleri dahil olmak üzere çeşitli değişikliklere neden olabilecek ekstra proteinler üretir.
Bilim insanları hastalığın geçmişini anlamakta zorlanıyor. Günümüzde yaşlı annelerin bu duruma sahip bir çocuk sahibi olma olasılığı daha yüksektir. Ancak geçmişte kadınların erken ölme olasılığı daha yüksekti, bu da Down sendromunu daha az yaygın hale getirmiş olabilir ve bugün Down sendromuyla doğan çocukların kalp ameliyatları ve yaşamlarını uzatan diğer tedaviler olmadan hayatta kalma olasılıkları daha düşük olabilirdi.
Arkeologlar aşağıdakiler gibi bazı nadir hastalıkları tespit edebilir: B. Cücelik, yalnızca kemiklere bakılarak tespit edilebilir. Ancak trizomi 21 olarak da bilinen Down sendromu oldukça değişken bir hastalıktır.
Bu duruma sahip kişiler farklı semptom kombinasyonlarıyla ortaya çıkabilir ve şiddetli veya daha hafif formlara sahip olabilirler. Örneğin, Down sendromunun neden olduğu karakteristik badem şeklindeki gözlere sahip kişilerin iskeletleri nispeten normal olabilir.
Bu durum arkeologların antik iskeletlerde Down sendromunu güvenilir şekilde teşhis etmesini zorlaştırıyor. “'Ah, bu değişiklik var, yani trizomi 21' diyemezsiniz” dedi Dr. Yeni çalışmaya dahil olmayan, Berlin'deki Alman Arkeoloji Enstitüsü'nden antropolog Julia Gresky.
Bunun aksine, en azından yaşayan insanlarda Down sendromunu genetik olarak tanımlamak zor değildir. Son yıllarda genetikçiler, yöntemlerini eski kemiklerde korunan DNA üzerinde test ettiler.
Ancak bu zorlayıcıydı çünkü bilim insanları ölümden sonra parçalara ayrılan tam kromozomları kolaylıkla sayamıyorlardı.
2020 yılında, o zamanlar Dublin Trinity College'da genetikçi olan Lara Cassidy ve meslektaşları, Down sendromlu bir bebeğe teşhis koymak için ilk kez antik DNA'yı kullandılar. Batı İrlanda'daki 5.500 yıllık bir mezara gömülü iskeletlerdeki genleri incelediler. 6 aylık bir çocuğun kemikleri, 21. kromozomdan alışılmadık derecede büyük miktarda DNA içeriyordu.
O zamandan beri, Leipzig'deki Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü'nde istatistikçi olan Adam Rohrlach ve meslektaşları, binlerce kemiği hızlı bir şekilde incelemelerine olanak tanıyan genetik imzayı belirlemek için yeni bir yöntem geliştirdiler.
Fikir Dr. Rohrlach, enstitüdeki bir bilim adamıyla antik DNA'yı arama süreci hakkında konuştuğunda. Yüksek kaliteli DNA dizilimi çok pahalı olduğu için araştırmacılar, daha fazla çalışma için bazılarını seçmeden önce, pompalı tüfek dizilimi adı verilen düşük maliyetli bir test kullanarak kemikleri incelediler.
DNA kemikte hâlâ mevcutsa, test birçok küçük genetik parçayı ortaya çıkardı. Çoğunlukla ölümden sonra kemiklerde büyüyen mikroplardan geliyorlardı. Ancak bazı kemikler aynı zamanda insana ait olduğu anlaşılan DNA da içeriyordu ve yüksek yüzdeye sahip olanlar ek testler için işaretlendi.
Dr. Rohrlach, enstitünün bu şekilde yaklaşık 10.000 insan kemiğini incelediğini ve tüm pompalı tüfek sıralamalarının sonuçlarının bir veri tabanında saklandığını öğrendi. Dr. Rohrlach ve meslektaşlarının aklına ek kromozomlar için veri tabanında arama yapabilecekleri geldi.
“'Hiç kimse böyle şeyleri aramadı' diye düşündük” dedi Dr. Rohrlach.
Kendisi ve meslektaşları, elde edilen DNA parçalarını kromozomlara göre sıralayan bir program yazdı. Program, her bir kemiğin DNA'sını tüm örnek seti ile karşılaştırdı. Daha sonra belirli bir kromozomdan gelen alışılmadık derecede yüksek sayıda diziye sahip belirli kemikler tanımlandı.
İlk görüşmeden iki gün sonra bilgisayarda sonuçlar çıktı. “Tahminimizin doğru olduğu ortaya çıktı” dedi Dr. Rohrlach şu anda Avustralya'daki Adelaide Üniversitesi'nde yardımcı öğretim görevlisi olarak görev yapıyor.
Enstitünün koleksiyonunun, Down sendromunun ayırt edici özelliği olan 21. kromozomdan ek DNA içeren altı kemik içerdiğini keşfettiler. Bunlardan üçü henüz bir yaşında olan bebeklere, diğer üçü ise doğumdan önce ölen fetüslere aitti.
Dr. Rohrlach ayrıca Dr. 2020'den Cassidy takip etti. Programını İrlanda iskeletinin pompalı tüfek dizilimini analiz etmek için kullandı ve ayrıca fazladan bir kromozom 21 taşıdığını buldu ve bu da onun orijinal teşhisini doğruladı.
Ayrıca Dr. Rohrlach, 18. kromozomun fazladan bir kopyasına sahip başka bir iskelet. Bu mutasyon, Edwards sendromu adı verilen ve genellikle doğumdan önce ölümle sonuçlanan bir duruma neden olur. Kemikler, 40. haftada ölen ve ciddi şekilde deforme olan doğmamış bir fetüse aitti.
Yeni anketle Dr. Rohrlach ve meslektaşları Down sendromunun geçmişte ne kadar yaygın olduğunu belirleyemiyor. Bu duruma sahip birçok çocuk muhtemelen yetişkinlikten önce ölmüştür ve çocukların kırılgan kemiklerinin korunma olasılığı daha düşüktür.
“Örneklemede ve neyi bulup neyi bulamadığımız konusunda çok fazla belirsizlik var” dedi Dr. Rohrlach. “Bu rakamlardan çok fazla şey elde etmeye çalışmanın çok cesur bir istatistikçi olacağını düşünüyorum.”
Ama Dr. Rohrlach, Down sendromlu üç çocuğun ve Edward sendromlu bir çocuğun 2.800 ila 2.400 yıl önce kuzey İspanya'daki iki komşu kasabada gömülmüş olmasını önemli buldu.
Tipik olarak, bu kültürdeki insanlar ölümlerinden sonra yakılırdı, ancak bu çocuklar bazen mücevherlerle birlikte binalara gömülürdü. “Henüz anlamadığımız nedenlerden dolayı bu evlere özel bebekler gömülüyordu” diye tahminde bulundu Dr. Rohrlach.
Dr. Gresky, kanıtların bu vaka grubu için tesadüfleri dışlamayı mümkün kıldığına inanmıyordu.
“Belki de kemikler orada çok iyi korunmuştu” dedi. “Belki de arkeologlar o kadar iyi ve eğitimliydi ki hepsini ortaya çıkardılar. Belki de bulunmalarını kolaylaştıracak şekilde gömülmüşlerdir.”
Yine de Dr. Gresky yeni çalışmayı önemli bir ilerleme olarak görüyor. Bir yandan, arkeologların genetik olarak Down sendromuyla tanımlanan kalıntıları karşılaştırmasına ve tüm iskeletlerde ortak olan bazı gizli özellikleri keşfetmesine olanak tanıyabilir.
Ve Dr. Gresky, diğer araştırmacıların diğer nadir hastalıkların gizli hikayelerine ışık tutmak için antik DNA'yı kullanacağını umuyordu: “Onları arayıp onlar hakkında konuşmalısınız. Aksi halde görünmez kalırlar.”