意團隊成功排序龐貝男子基因組 揭為意大利人、患結核病

最新刊於《科學報告》的研究指,成功對一名在約 1,950 年前意大利龐貝古城被火山灰淹沒喪生的中年男子基因組進行測序,並發現他一直都患有結核病。

Credit: Serena Viva

維蘇威火山 (Mount Vesuvius) 爆發被認為是人類歷史上其中一次最具破壞性的火山災難。公元後 79 年,這座火山的大爆發,造成附近龐貝、赫庫蘭尼姆 (Herculaneum) 以及其他古城的數千名居民死亡。這些受害者要通常被高溫殺死,或是因噴出的氣體、灰燼和浮石窒息而死。龐貝古城遺址於 16 世紀被發現,第一次挖掘工作始於 1748 年。幾個世紀以來,估計有 2,000 名受害者中的 1,500 人被發現。

以前會認為這種死因會使受害者的 DNA 無法進行分析,因為高溫會大幅破壞 DNA 所在的骨基質 (bone matrix) 。不過另一方面,火山灰覆蓋受害者並將屍體保存了近 2,000 ,可能抵禦了氧化等環境因素,令當中 DNA 進一步被降解。

以前分析龐貝古城受害者 DNA 時,會嘗試使用聚合酶鍊式反應技術,並成功排序出受害人類和動物的 部份基因組短 DNA 片段,表明至少有一些基因訊息在火山爆發蹂躪各古城中倖存下來。

近年在基因組測序的發展也大大增加了可從 DNA 片段中檢索到的訊息量。是次研究中,意大利羅馬大學考古學家 Gabriele Scorrano 領導的團隊則嘗試將這些新技術,應用於兩名受害者的遺骸。

該對男女是在 1914 年於現時被稱為工匠之家 (Casa del Fabbro)的一個房間裡發現。第一個人是一名男子,死亡年齡為 35 至 40 歲之間,身高約 164.3 厘米。第二個人則是一名女性,她去世時已超過 50 歲,身高約 153.1 厘米,兩者身高都屬當時羅馬人的平均高度。

Credit: Notizie degli Scavi di Antichità, 1934, p. 286, fig. 10.

團隊從他們頭顱骨岩骨 (petrous bone) 中提取了 DNA,岩骨是人體其中一塊密度最高的骨頭,因此最有可能保留有用的 DNA 。不過,即使使用相同的方法,團隊只能從男人身上找到足夠 DNA 來進行分析。

團隊將該 DNA 樣本與來自 1,030 名古代和 471 名現代歐亞西部人的基因組進行比較。結果表明,這名男子是「意大利人」,他的大部分 DNA 都與古代和現代意大利中部的人一致。然而,其線粒體與 Y 染色體基因在意大利半島的人身上看不到,但在意大利以西的撒丁島非常普遍。

團隊指,這表明在該男子生活的時期內,整個意大利半島存在高基因多樣性。因為古羅馬人四處遷徙,亦從其他地區進口奴隸。不過,與意大利人口相關的高比例基因表明該男子是意大利人,而非奴隸。

另外,團隊從他的岩骨中獲得的 DNA 顯示有結核分枝桿菌 DNA 的證據。結核分枝桿菌是引起結核病的細菌。團隊對其椎骨進行的仔細研究表明,他患有脊柱結核,這是一種特別具有破壞性的疾病。

這與很多文獻記載一致。古羅馬帝國時期城市生活方式的出現以及隨後人口密度不斷增加都促進了結核病的傳播。

至於工匠之家的女性,團隊發現她患有退化性關節炎有參與研究的薩蘭託大學人類學家 Serena Viva 指出,這可以解釋到為何兩人在室內被發現,他們可能希望在安全的地方等待火山停止爆發,而不像其他人般在室外逃離時被活埋。

團隊在論文中表明,是次的初步發現為促進對保存完好的龐貝古城屍體進行深入分析奠定了基礎。在過去一個世紀,收集的大量龐貝古城考古訊息,以及新的基因排序技術將幫助考古學界重塑這個迷人的羅馬帝國時期人口的生活方式。

來源:

Science Alert, Scientists Sequence First Human Genome From The Ruins of Ancient Pompeii

The Guardian, Pompeii victim’s genome successfully sequenced for first time

報告: 

Scorrano, G., Viva, S., Pinotti, T. & et al. (2022). Bioarchaeological and palaeogenomic portrait of two Pompeians that died during the eruption of Vesuvius in 79 AD. Sci Rep 12, 6468 (2022). doi: 10.1038/s41598-022-10899-1

文/AC、審/ WL

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