W najnowszym badaniu opublikowanym w Nature Journal naukowcy opisali nową metodę bezpiecznego uwalniania kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) uwięzionego wewnątrz starożytnych artefaktów zębowych i kostnych, która została wykorzystana do analizy i identyfikacji osoby noszącej lub wykonującej wisiorek z zębem jelenia z okresu górnego paleolitu, znaleziony w Denisova Cave w Rosji. Zrozumienie kultury, strategii utrzymania i zachowań starożytnych ludzi z plejstocenu zależy w dużej mierze od informacji uzyskanych z artefaktów kostnych, zębowych i kamiennych z tej epoki. Chociaż takie artefakty są obfite, o ile nie zostały znalezione w rzadkich układach grobowych, nie jest łatwo powiązać je z konkretnymi osobnikami, co ogranicza nasze zrozumienie genetycznego rodowodu lub ról związanych z płcią w społeczeństwie ludzkim plejstocenu. Ponadto, nawet jeśli różne artefakty są znajdowane blisko siebie, mogą różnić się wiekiem o setki lub tysiące lat. Analiza artefaktów wykonanych z zębów lub kości jest obiecująca, ponieważ ich porowatość pozwala na przenikanie płynów ustrojowych, takich jak ślina, pot czy krew, a hydroksyapatyt w zębach i kościach absorbuje DNA i w pewnym stopniu chroni je przed aktywnością nukleaz i hydrolizą. Dotychczas jednak proces ekstrakcji DNA wiązał się z niszczącym pobieraniem próbek i ryzykiem zmiany okazów. W niniejszej pracy przetestowano cztery odczynniki jako potencjalne rozwiązania do nieniszczącej ekstrakcji DNA z wykorzystaniem paleolitycznych szczątków faunistycznych o podobnym kształcie i wielkości. Testowane odczynniki obejmowały tiocyjanian guanidyny, roztwór etylenodiaminotetraoctanu (EDTA), roztwór podchlorynu sodu oraz bufor fosforanu sodu z detergentem. Podczas gdy zabiegi z użyciem roztworu tiocyjanianu guanidyny i roztworu EDTA powodowały znaczne zmiany na powierzchni artefaktów, bufor fosforanu sodu i roztwór detergentu powodowały jedynie minimalne zmiany. Dlatego nieniszcząca metoda ekstrakcji DNA obejmowała seryjne inkubacje artefaktu w czterech różnych temperaturach w buforze fosforanu sodu. Protokół ten zastosowano do 15 okazów kostnych z jaskini Quinçay, uważanych za pochodzące z warstw technokompleksu châtelperroniańskiego i mające od 45 do 35 tysięcy lat, trzech zawieszek zębowych z początkowych warstw górnego paleolitu (45 do 43 tysięcy lat temu (ka)) oraz jednej zawieszki zębowej z jaskini Denisova, mającej od 39 do 34 ka. Stopniowa, kontrolowana temperaturą ekstrakcja DNA pozwoliła badaczom na monitorowanie różnych składników DNA uwolnionych podczas ekstrakcji, takich jak endogenne DNA, starożytne ludzkie DNA, środowiskowe DNA z osadów na artefaktach i zanieczyszczone DNA z obecnych materiałów. Frakcje DNA w buforze fosforanowym były następnie koncentrowane, izolowane i oczyszczane. Z wyekstrahowanych próbek przygotowano biblioteki jednoniciowego DNA, wzbogacone przy użyciu hybrydyzacji dla jądrowego i mitochondrialnego DNA i sekwencjonowane przy użyciu metod sekwencjonowania następnej generacji i sekwencjonowania typu shotgun. Wcześniej opublikowane procedury Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) i MEtaGenome ANalyzer (MEGAN) zostały wykorzystane do przypisania jądrowego i mitochondrialnego DNA do klasyfikacji taksonów ssaków na poziomie rodziny. Dodatkowo, porównano pokrycie autosomów i chromosomów X przy użyciu danych z sekwencjonowania shotgun w celu określenia płci próbek ludzkiego DNA. Wyniki doniosły o odzyskaniu mitochondrialnego DNA jelenia i starożytnego człowieka z wisiorka zębowego z Jaskini Denisowej, za pomocą którego oszacowano wiek wisiorka na 19 000-25 000 lat. Dodatkowo, określenie płci przy użyciu sekwencji shotgun zidentyfikowało noszącą lub wykonującą wisiorek kobietę, która była genetycznie powiązana z osobnikami ze starożytnej grupy północnoeuroazjatyckiej, o których wiadomo, że istniały mniej więcej w tym samym czasie, ale wcześniej znajdowano je dalej na wschód w rejonie Syberii. Analiza genomu mitochondrialnego jelenia z powodzeniem zidentyfikowała gatunek jako Cervus canadensis, powszechnie znany jako łoś lub wapiti. Ta nieniszcząca metoda ekstrakcji DNA umożliwia wykorzystanie zębów lub artefaktów kostnych jako niewykorzystanego źródła DNA od starożytnych ludzi, którzy mogli wykonywać, obsługiwać lub nosić te artefakty. Metoda ta pozwala również na wnioskowanie o płci biologicznej i pochodzeniu ludzi, którzy posługiwali się tymi artefaktami, zapewniając lepszy wgląd w zachowania i kultury starożytnych ludzi. Stopniowe uwalnianie DNA w tej metodzie pozwala również na odróżnienie starożytnego DNA znalezionego głęboko w artefakcie od obecnego DNA, które mogło zanieczyścić artefakt lub DNA znalezionego w otaczających osadach. Dodatkowo, odzyskanie fauny z kości oraz ludzkiego DNA pozwoliło na niezależne oszacowanie wieku artefaktu.