Os arqueólogos aprendem sobre o passado reunindo artefatos da cultura material:as ferramentas, obras de arte e arquitetura deixadas para trás que nos contam como os humanos antigos viviam. Mas imagine ser capaz de estudar seu DNA, para aprender como diferentes grupos de pessoas se relacionavam entre si, de onde eles vieram ou mesmo que tipo de doenças eles tinham?

O conceito de recuperação de DNA de ossos antigos, especialmente aqueles de humanos e nossos parentes evolutivos, ainda é relativamente novo. Os pesquisadores podem estudar o genoma das populações modernas de humanos e extrapolar coisas sobre o passado, comparando-as com genomas de outros grupos. Por exemplo, se o genoma de um grupo difere de um grupo intimamente relacionado em uma certa porcentagem, os cientistas poderiam trabalhar para trás para calcular há quanto tempo os dois grupos se separaram, sabendo a quantidade média de tempo que leva as mutações, ou mudanças aleatórias nos genes, acumular.

Mas essa abordagem requer muitas suposições sobre a taxa de mudança genética e como esses grupos realmente viveram e interagiram uns com os outros. Asst. Prof. Maanasa Raghavan, um geneticista que recentemente ingressou no corpo docente da Universidade de Chicago para construir um antigo laboratório de DNA, deseja refinar algumas dessas suposições e modelos indo direto à fonte.

"Agora temos as ferramentas pelas quais podemos realmente extrair e sequenciar genomas inteiros diretamente dos restos do esqueleto de indivíduos antigos, - disse ela. - É como uma cápsula do tempo da época em que essas pessoas viviam. De repente, temos um ponto de ancoragem no passado, para que você não precise mais assumir as coisas. "

Ser capaz de sequenciar DNA antigo fornece um instantâneo dessas pessoas em um ponto específico no tempo. A extração desse DNA começa por encontrar os tipos certos de ossos, como dentes ou pequenos, ossos densos do ouvido interno (osso petroso), que preservam DNA suficiente dentro. Os pesquisadores então moem uma seção ou broca no osso e preparam o pó resultante para extração e sequenciamento de DNA. É delicado, processo cuidadosamente controlado. O novo laboratório de Raghavan está localizado no subsolo do Gordon Center for Integrative Science, propositalmente separado de outros laboratórios de genética para evitar contaminar as amostras com DNA moderno.

Existem vários laboratórios de DNA antigos em todo o mundo agora, e quanto mais amostras Raghavan e seus colegas puderem analisar de maneira ética, forma informada e sustentável, a imagem de alta resolução que podem criar sobre como os indivíduos e as populações evoluíram ao longo do tempo. Eles podem então adicionar o que sabemos de outros campos, como antropologia, arqueologia, lingüística e ecologia para ver quais os efeitos das práticas culturais, movimentos populacionais e mistura, e mudanças no meio ambiente tiveram na história genética humana.

Por exemplo, um dos primeiros projetos de Raghavan é analisar amostras de DNA antigo do sul da Ásia. Este trabalho está sendo realizado em estreita colaboração com pesquisadores e arqueólogos indianos. A região foi pouco estudada porque o DNA geralmente não se preserva bem em ambientes tropicais. Mas como as ferramentas de amostragem e sequenciamento genético melhoraram, os pesquisadores são capazes de encontrar cada vez mais materiais biológicos antigos utilizáveis.

As culturas do sul da Ásia têm uma história de sistemas de castas e casamentos entre parentes próximos, o que leva a taxas mais altas de doenças causadas por mutações em genes recessivos. Ao estudar o DNA antigo de pessoas que viveram em diferentes momentos, Raghavan e sua equipe podem comparar os dados genômicos antigos com amostras modernas e inferir o quanto os casamentos mistos estavam acontecendo no passado, e quais os efeitos que pode ter causado nas taxas de doença ao longo do tempo.

Da mesma forma, eles podem usar dados antigos para entender como diferentes populações de humanos desenvolvem suscetibilidade a certas doenças. Se os dados genômicos de humanos modernos nos mostram que mudanças genéticas específicas tornam as pessoas suscetíveis a certas doenças, eles podem procurar essas mesmas mudanças no DNA antigo para ver quando e como essa suscetibilidade pode ter evoluído.

O grupo de Raghavan também está trabalhando em projetos para reconstruir a história da população humana nas Américas. Uma região de foco é o Chile, onde os membros do grupo estudarão o DNA humano antigo de culturas passadas para entender se a evolução cultural está correlacionada com a genética humana. Por exemplo, As novas culturas foram acompanhadas por novas pessoas migrando para a região e trazendo com elas novos estilos de vida e tecnologia? Como essas várias populações interagiram, se em tudo, e contribuíram com genes para as populações atuais que vivem nesta região da América do Sul?

Raghavan disse que esse tipo de trabalho de detetive ajuda a compreender melhor como as populações atuais estão estruturadas. Certas populações de pessoas formam subgrupos porque as pessoas tendem a se casar e se reproduzir dentro dos mesmos grupos ou culturas. Hora extra, isso começa a criar diferenças no genoma que podem significar que um desses grupos é mais sujeito a doenças (ou protegido de doenças diferentes) do que outro. Essas distinções sutis podem fazer uma grande diferença na concepção de estudos de associação do genoma que comparam diferentes populações e procuram por mudanças genéticas que podem ser responsáveis ​​por doenças.

Olhando para o passado, Raghavan quer aprender a origem das doenças. Novamente, aplicando lições de outros campos do estudo humano:havia algo no meio ambiente que tornava os humanos antigos suscetíveis a doenças? Ou houve uma mudança dramática em seu estilo de vida?

"Com a capacidade de obter DNA do passado, podemos realmente começar a olhar diretamente para as mudanças no genoma ao longo do tempo e correlacioná-las com mudanças ambientais ou de estilo de vida no passado, "Raghavan disse." Podemos começar a juntar as peças não apenas como os humanos evoluíram, mas como eles evoluíram dentro do ambiente em que viviam em um determinado período de tempo e como isso impactou a história das doenças em nossa espécie. "