Archäogenetiker liefern seit einigen Jahren bahnbrechende Erkenntnisse durch die Analyse alter DNA. Dazu zählen etwa die Entdeckung neuer Menschenarten, der Nachweis, dass sich der moderne Mensch mit Neandertalern gemischt hat oder die Besiedlungsgeschichte Südamerikas. Ein internationales Forscherteam mit österreichischer Beteiligung berichtet nun im Fachjournal "Genome Research" über eine neue Methode, um nahezu zerstörungsfrei genetisches Material aus Zähnen zu entnehmen.

Die Analyse alter DNA aus menschlichen Überresten kann Fragen zur menschlichen Evolution, Lebensweise und Lebensbedingungen früherer Menschen beantworten. Bisher mussten allerdings für die Entnahme des Erbguts Knochen oder Zähne angebohrt oder geschnitten werde, was angesichts des hohen wissenschaftlichen und kulturhistorischen Werts der Proben nur ungern gemacht wird.

Ein internationales Forscherteam um Ron Pinhasi vom Department für Anthropologie der Universität Wien und David Reich von der Harvard University hat nun ein neues Verfahren zur weitgehend zerstörungsfreien Probenahme aus Zähnen entwickelt. Zähne sind deshalb so interessant, weil sie als härteste Substanz des menschlichen Körpers die Jahrtausende im Boden besser überdauern als die übrigen Teile des Skeletts.

Spezielle Lösung

Weil sich dort hohe Konzentrationen an Erbgut finden, wird oft der Wurzelzement des Zahns für die Entnahme alter DNA ausgewählt. Das führt häufig zum Verlust von mindestens einer ganzen Zahnwurzel. Mit der neuen Methode extrahieren die Wissenschafter das Erbgut, indem sie den Zahn in eine spezielle Lösung eintauchen, ein zerstörerisches Bohren oder Schleifen ist nicht notwendig.

"Es handelt sich um dieselbe Art von Lösung, die zur Extraktion von DNA aus Knochen- oder Zahnpulver verwendet wird, nämlich eine Mischung aus einer schwachen Säure und einer Proteinase, die Kollagen abbaut", erklärte Pinhasi gegenüber der APA. Notwendig sei eine Feinabstimmung gewesen, bis die richtige Lösung und der richtige Puffer gefunden waren, sowie eine Möglichkeit, die Dauer des Vorgangs und die Temperatur zu steuern. Man könne nun die DNA vor Ort, etwa im Museum herauslösen auf das Aufbohrens des Zahns, das Entfernen von Proben und das anschließende Schleifen und Extrahieren verzichten, betonte der Wissenschafter.

Den Forschern zufolge ist der Zahn nach der Extraktion nach wie vor intakt und eignet sich weiter für die meisten morphologischen Studien sowie für andere biochemische Studien, wie z.B. Radiokarbondatierungen oder Strontiumanalysen. In ihrer Arbeit haben die Forscher antike DNA aus 30 Zähnen extrahiert und sequenziert - und zwar mittels der bisher üblichen und der neuen Methode. Dabei zeigte sich, "dass die minimal destruktive Methode antike DNA liefern kann, die von vergleichbarer Qualität ist wie Extrakte aus Zähnen, die mit zerstörenden Probenahmeverfahren gewonnen wurden", schreiben die Wissenschafter.

Methode auch für Knochen

Die Wissenschafter arbeiten nun daran, die Methode auch auf Knochen anzuwenden, um daraus Erbgut zu extrahieren. Die Herausforderung dabei sei, dass Knochenoberflächen in der Regel groß und flach sind und man einen Weg finden müsse, sie nur punktuell mit der Lösung einzuweichen. "Wir experimentieren dazu mit verschiedenen Viskositäten von Flüssigkeiten", sagte Pinhasi. (apa)