Descoberto novo método para análise de DNA de insetos fossilizados ou preservados em museus que não destrói os espécimes
Fósseis preservados – Um importante problema com a análise genética de organismos fossilizados é que a extração do DNA implica a eventual destruição dos espécimes. Mas um novo estudo destaca que é possível retirar DNA antigo e conservar as valiosas peças.
Publicado na edição desta quarta-feira (1º/4) no PLoS ONE, revista eletrônica de acesso aberto, o método de extração foi aplicado em insetos fossilizados em sedimentos de gelo e pertencentes a um museu.
A novidade é baseada no processo in vitro conhecido como reação em cadeia da polimerase (PCR, na sigla em inglês), usado para amplificar fragmentos de DNA, de modo a obter milhares de cópias desses pedaços, facilitando a sua análise.
O novo estudo foi feito por pesquisadores da Dinamarca, Rússia, Reino Unido, Estados Unidos, Canadá e Nova Zelândia, que usaram um método descrito em 2007 por outro grupo internacional também na PLoS ONE.
Os cientistas conseguiram extrair com sucesso DNA dos macrofósseis encontrados na Sibéria, com mais de 47 mil anos, e de besouros de até 188 anos, preservados no Museu de História Natural em Copenhague. Por conta de manter os espécimes, o método tem grande potencial para pesquisas feitas com DNA antigo.
Apesar de sua enorme diversidade, os insetos são quase sempre ignorados em estudos com DNA antigo, que se baseiam principalmente em vertebrados ou plantas.
“Embora os insetos sejam o grupo animal mais diverso na Terra, com mais de 1 milhão de espécies descritas, estudos com DNA antigo tem se limitado, até agora, a espécimes de museus com menos de 100 anos”, destacaram os autores.
Um grande empecilho para o uso de insetos fossilizados nesse tipo de pesquisa genética é a natureza destrutiva dos procedimentos de extração de amostras. O problema está relacionado a diversas fontes, certamente, mas é de importância maior para os espécimes menores, como os insetos, nos quais mesmo uma amostragem limitada pode resultar na destruição de características morfológicas importantes.
O uso de espécies históricas, mantidas em museus, tem importantes aplicações em estudos genéticos de populações, uma vez que podem revelar antigas estruturas genéticas. Macrofósseis de insetos oferecem a oportunidade de estudar climas e ecossistemas de milhares de anos atrás.
O artigo “Non-destructive sampling of ancient insect DNA“, de Philip Francis Thomsen e outros, pode ser lido em clicando aqui.
Para maiores informações transcrevemos o abstract:
Non-Destructive Sampling of Ancient Insect DNA
Philip Francis Thomsen1, Scott Elias2, M. Thomas P. Gilbert1, James Haile3, Kasper Munch4, Svetlana Kuzmina5, Duane G. Froese5, Andrei Sher6†, Richard N. Holdaway7,8, Eske Willerslev1*
Abstract
Background
A major challenge for ancient DNA (aDNA) studies on insect remains is that sampling procedures involve at least partial destruction of the specimens. A recent extraction protocol reveals the possibility of obtaining DNA from past insect remains without causing visual morphological damage. We test the applicability of this protocol on historic museum beetle specimens dating back to AD 1820 and on ancient beetle chitin remains from permafrost (permanently frozen soil) dating back more than 47,000 years. Finally, we test the possibility of obtaining ancient insect DNA directly from non-frozen sediments deposited 3280-1800 years ago – an alternative approach that also does not involve destruction of valuable material.
Methodology/Principal Findings
The success of the methodological approaches are tested by PCR and sequencing of COI and 16S mitochondrial DNA (mtDNA) fragments of 77–204 base pairs (-bp) in size using species-specific and general insect primers.
Conclusion/Significance
The applied non-destructive DNA extraction method shows promising potential on insect museum specimens of historical age as far back as AD 1820, but less so on the ancient permafrost-preserved insect fossil remains tested, where DNA was obtained from samples up to ca. 26,000 years old. The non-frozen sediment DNA approach appears to have great potential for recording the former presence of insect taxa not normally preserved as macrofossils and opens new frontiers in research on ancient biodiversity.
Citation: Thomsen PF, Elias S, Gilbert MTP, Haile J, Munch K, et al. (2009) Non-Destructive Sampling of Ancient Insect DNA. PLoS ONE 4(4): e5048. doi:10.1371/journal.pone.0005048
Editor: Robert DeSalle, American Museum of Natural History, United States of America
Received: August 8, 2008; Accepted: February 7, 2009; Published: April 1, 2009
Copyright: © 2009 Thomsen et al. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.
Funding: EW and PFT were supported by the Danish National Research Foundation. SE was supported by The Leverhulme Foundation, F/07 537/T. DGF and SK were supported by grants from the Natural Science and Engineering Research Council of Canada and Alberta Ingenuity New Faculty Award. RNH was supported by New Zealand Foundation for Research, Science and Technology and the Marsden Fund of the Royal Society of New Zealand. KM was supported by The Lundbeck Foundation. JH was supported by the Arts and Humanities Research Council. The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.
Competing interests: The authors have declared that no competing interests exist.
* E-mail: ewillerslev{at}snm.ku.dk
[EcoDebate, 02/04/2009]
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