古埃及與古代DNA(中)圖坦卡門身世之謎真的解開了嗎?  也刊登於古埃及練習曲

作者/寒波、編修練習人

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續前篇:古埃及與古代DNA(上)──一場美麗的錯誤

 

牽涉古埃及木乃伊DNA的研究,至今已經有數篇正式論文,第一個就是2010年發表的圖坦卡門家族研究。這個計劃由埃及政通人和的學者Zahi Hawass(Hawass怎麼跟政治扯上關係?請見參考資料)主導,進行包括人類學、放射學、遺傳學各方面的研究。古代DNA在這個計劃扮演的角色有二:釐清木乃伊間的親戚關係,以及查明是否有感染疾病。

Ancestry and Pathology in King Tutankhamun's Family

Archaeology meets politics: Spring comes to ancient Egypt

 

Beginner' s Luck?

 

在親戚關係方面,這個論文建構出一棵圖坦卡門位於第四代的「五代家族樹」,詳情可以參考〈穿越數千年的親子鑑定──圖坦卡門身世之謎〉。然而,這個結果引來學界不少質疑(質疑一)(質疑二)

King Tutankhamun's Family and Demise

Ancient DNA: Curse of the Pharaoh's DNA

 

Tut family  

圖坦卡門家族的親屬關係。

 

會操作DNA的實驗室滿街都是,但古代DNA的樣本十分容易被汙染影響(DNA無所不在,儘管眼睛看不見),所以實驗室需求比一般的更嚴格,所做出來的結果,還要讓另一個獨立實驗室成功重複,如此才會被視為是可信的結果。(參考資料)

Ancient DNA: Curse of the Pharaoh's DNA

 

由於埃及法規的限制,所有古埃及木乃伊樣本通通不準出境,埃及境內又沒有符合標準的實驗室,於是為了定序木乃伊的DNA,Zahi Hawass必需特別邀請擅長古代DNA的外國學者專程來到埃及,還拜託Discovery頻道等單位贊助了不少錢,才在埃及建立2個全新的實驗室,進行木乃伊的DNA分析(參考資料)。換句話說,這個實驗團隊的一些人是新手上路,欠缺相關經驗。

Egypt's mummy researchers waiting on DNA

 

書者不朽,但DNA會腐朽,而且很快!

 

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練習人:在古埃及,書記官是很崇高的,不只其文書可能流傳下來,還會有紀念他的雕像。

寒波:這個人肚子再大一點就是古埃及彌勒佛惹,搞不好書吏因為要長時間坐著,所以都會有肚子。

書者不朽:古埃及書記官的學習讀本試譯

 

DNA是長鏈的結構,生物死後DNA就開始斷裂,在高溫潮濕的狀況下損壞速度更快,碎裂為愈來愈短的片段。埃及是個高溫的地方,即使木乃伊經過脫水處理,保存環境也算乾燥,理論上可以減緩DNA損壞的速度,但過了三千多年,圖坦卡門的DNA真的還能保存嗎?即使圖坦卡門的DNA保存良好,其他木乃伊也全都沒問題嗎?

 

目前定序古代DNA,很多人採用NGS(next-generation sequencing,次世代基因定序)。這種方法能把樣本內所有DNA片段一網打盡,也比較容易判斷被汙染的程度。然而這個論文大概出於當時的技術限制,用的是PCR(polymerase chain reaction,聚合酶鏈鎖反應)。

 

圖坦卡門等木乃伊都被發現多時,有無數現代人接觸過,每個都是潛在的汙染源。PCR跟NGS不同,它只會針對特定片段,製造出許多那段的拷貝,假如PCR一開始抓到的就是錯誤目標,例如某位處理過木乃伊的學者無意間留下的DNA(活人的DNA一定比木乃伊豐富很多),那麼看到的就不會是木乃伊,而是現代人的遺傳物質。

 

Too Good to be True

 

每個人都有22對「體染色體」,每對其中一條源自父親,另一條來自母親。為了鑑定木乃伊們間的關係,這個論文偵測了體染色體上的 「microsatellite(微衛星)」序列。DNA由A、T、C、G四種含氮鹼基排列組合而成,微衛星序列是重複很多次的短片段DNA,例如名字叫作「D13S317」的微衛星序列,就是重複很多次的「TATC」。微衛星序列很像商品的感應條碼,每個人重複次數常有不同。

 

人的染色體源於父母,小孩每種微衛星序列的重複次數,會在一條染色體上與父親相同,另一條與母親一致。假如父親的2條染色體上,D13S317各是重複11與13次,母親則是9與12次,那麼小孩是11(來自父親)與12次(來自母親),就是合理的結果。

 

親子鑑定  

因為微衛星序列的重複次數是遺傳的,所以父母與小孩之間通常會一樣。可是每個人也有機會突變,多幾個或少幾個,所以未必一定要一樣。

 

這套方法可以用來判斷親子關係,五代家族樹就是這麼推論而來。另外這個研究,也做了只會父子相傳的Y染色體重複序列,不過論文完全沒有公佈結果。

 

個人意見是,以擺了幾千年的樣本狀態看來,這個結果好的太誇張。這幾年古代DNA研究中,大多數樣本都只能定序出殘缺不全的片段,這個論文測了8個不同位置的微衛星序列,卻在11個木乃伊中,每個人的每個位置大部分成功。莫非真的是古埃及神秘力量加持?

 

黑箱實驗,霧裡看花

 

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霧裡看花是很美啦!但是就是看不清楚呀!(圖片來源:遊‧點‧想‧攝影)

 

用容易遭到汙染卻難以分辨的PCR作實驗,而非NGS,可能是出於技術限制,這點不難想像;做出來的結果好到誇張,勉強可以接受;然而令人大惑不解的是,為什麼沒有粒線體DNA的資料?

 

DNA位於細胞裡頭的粒線體與細胞核。多數細胞中都有幾百、幾千個粒線體,核卻只有一個,因此一段粒線體DNA的總量,一定比一段核DNA多很多, 要從粒線體獲得DNA,比細胞核簡單太多,畢竟數量差了幾百倍。帕波早在1997年就成功定序出尼安德塔人的粒線體DNA,卻要再過好幾年,技術更進步之後,才有辦法拿到細胞核DNA。

 

假如這個研究真的如論文所述,每個木乃伊都成功取得來自各位置細胞核的DNA(包括體染色體與Y染色體),那麼他們的粒線體DNA應該會多到滿出來,然而整篇論文卻一個字都沒有提到粒線體DNA。作者們在別的地方提到這方面正在進行,不過幾年過去,至今都還沒看到結果。1倍含量的細胞核DNA能找得到,幾百倍含量的粒線體DNA卻沒結果,非常引人懷疑。

 

方法與分析上的種種缺失,導致2010年論文剛剛發表時就有不少質疑的聲浪。作者們面對各界質疑雖有回應,卻無法徹底解答疑點,相關爭議仍持續至今。這些質疑未必代表論文結果一定有誤,也許實驗過程雖有缺失,最後的結果仍是對的。畢竟這些結論,看起來並沒有特別反常。

 

個人認為,問題的關鍵在於「黑箱」!

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圖片來源:Jas9 Taipei

 

這些古埃及相關的樣本都禁止離開埃及,而埃及國內又沒有真的精通古代DNA的行家,整套研究的過程與結果,都把持在少數人手中,選擇性公佈。不公開透明,就沒辦法由有公信力的專家公開檢視,大家只能對著一些二手資料霧裡看花,無法判斷真偽,而埃及當前的國情與政治狀況又使問題更加複雜,不只限於科學層面。

 

所幸,比起開始的生疏,之後的狀況多有改善。

 

未完,待續

古埃及與古代DNA(下)──法老與子民

 

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