Αμφίπολη: Το DNA θα μιλήσει…

To DNA της Αμφίπολης

    Μετά την ανακάλυψη του τάφου της Αμφίπολης, το ενδιαφέρον πολλών ανθρώπων έχει στραφεί προς τις πληροφορίες που μπορούν να συλλεχθούν από τη μελέτη του γενετικού υλικού του κατοίκου του τάφου, του DNA δηλαδή που θα μπορούσε να απομονωθεί από τα οστά και τα δόντια που βρέθηκαν. Ειδικευμένοι γενετιστές σε συνεργασία με επιστήμονες άλλων ειδικοτήτων θα επιδοθούν σε αγώνα δρόμου για να βρουν την ταυτότητα του νεκρού. Αυτές οι αναλύσεις DNA την τελευταία δεκαετία έχουν αναπτυχθεί σε εκπληκτικό βαθμό, δίνοντας απαντήσεις σε πολλά ερωτήματα που είχαν μείνει αναπάντητα μέχρι τώρα. Δύο γνωστά παραδείγματα ήταν:

• η αναγνώριση οστών που βρέθηκαν σε ανασκαφή στο Λέιτσεστερ (Leicester) της Αγγλίας, ως τα οστά του βασιλιά Ριχάρδου ΙΙΙ, οστά που είχαν χαθεί από το 1538,  αλλά και
• με την αποκρυπτογράφηση του γενετικού κώδικα των μουμιών της Αιγύπτου, αναγνωρίστηκαν οι μούμιες που αντιστοιχούν στους γονείς του φαραώ Τουταγχαμών.

Τα παρακάτω αποτελούν πληροφορίες που έδωσε ο Κωνσταντίνος Τριανταφυλλίδης, Ομότιμος Καθηγητής Γενετικής και Γενετικής Ανθρώπου στο Τμήμα Βιολογίας, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης .

Α) Ανασύνθεση της γενετικής καταγωγής και συγγένειας του νεκρού

Α1. Ιχνηλάτηση της γενετικής ταυτότητας  του  νεκρού.

Αφού απομονωθεί το γενετικό υλικό από τα οστά προσδιορίζεται η γενετική ταυτότητα του νεκρού, με τη χρήση:

• • • • • αυτοσωμικών δεικτών STRs,
        • δεικτών του χρωμοσώματος Υ (σε περίπτωση άνδρα),
        • δεικτών του μιτοχονδριακού DNA,
        • απλών νουκλεοτιδικών πολυμορφισμών (SNPs),
        • αλλά και με την αποκωδικοποίηση της αλληλουχίας όλου του γενετικού υλικού, με μηχανήματα ανάλυσης DNA  δεύτερης  γενιάς.

Κατόπιν το γενετικό προφίλ του νεκρού συγκρίνεται με τις υπάρχουσες τράπεζες δεδομένων, όπου υπάρχουν κατατεθειμένα ενδεικτικά δείγματα DNA. Γίνεται σύγκριση ενός αριθμού γενετικών δεικτών και αν ταυτοποιηθεί επαρκής αριθμός μπορεί να καταταγεί το άτομο σε μια από τις 5 ηπείρους, με απόλυτη ακρίβεια και με 95% πιθανότητα για τη σωστή γεωγραφικη – χωρική καταγωγή του. Δηλαδή εκτός από το να βρεθεί αν ο νεκρός γεννήθηκε στην Ευρώπη ή στην Ασία, μπορεί να καθοριστεί και σε από ποια γεωγραφική περιοχή της ηπείρου προέρχεται.

Α2. Συγγενικές σχέσεις του νεκρού της Αμφίπολης με τους νεκρούς της Βεργίνας.

  Στην περίπτωση της Αμφίπολης το γενετικό προφίλ του νεκρού μπορεί να συγκριθεί με το αντίστοιχο προφίλ των νεκρών της Βεργίνας. Μπορεί να διαπιστωθεί με απόλυτη ακρίβεια η συγγενική σχέση πατέρα – γιού. Αν π.χ. στον τάφο της Αμφίπολης είναι θαμμένος ο Μέγας Αλέξανδρος, τότε ως γιος του Φιλίππου θα πρέπει να φέρει την ίδια γενεαλογική γραμμή του Υ χρωμοσώματος. Χρησιμοποιώντας τις γενεαλογικές γραμμές του Υ χρωμοσώματος, καθώς και του μιτοχονδριακού DNA, μπορεί να διαπιστωθεί ποιοι νεκροί είχαν την ίδια πατροπλευρική και μητροπλευρική, αντίστοιχα, γενεαλογική γραμμή. Τέλος μπορεί να δημιουργηθεί πλήρως γενεαλογικό δένδρο με τις συγγενικές σχέσεις όλων των νεκρών που ανακαλύφθηκαν στην βασιλική νεκρόπολη της Βεργίνας, όπως έχει ήδη γίνει για τα μέλη της 18^ης  δυναστείας των Φαραώ της Αιγύπτου.

Α3. Σύγχρονοι  άνθρωποι, απόγονοι του νεκρού.

  Υπάρχουν ήδη γενετικές τράπεζες δεδομένων για τους σύγχρονους Έλληνες, οπότε συγκρίνοντας το γενετικό υλικό του νεκρού με αυτές μπορεί πιθανώς να ταυτοποιηθούν άτομα που έχουν την ίδια γενετική σύσταση του νεκρού. Υπάρχει επίσης η δυνατότητα να συγκριθεί το DNA των σημερινών κατοίκων μιας περιοχής με το DNA που θα απομονωθεί από οστά προϊστορικών ή ιστορικών νεκροπόλεων από τον ίδιο γεωγραφικό χώρο, όπως έχει ήδη γίνει για τους Μινωίτες και τους σημερινούς κατοίκους της Κρήτης για να τεκμηριωθεί η ύπαρξη γενετικής συνέχειας ή ασυνέχειας αυτού του πληθυσμού και στην προκειμένη περίπτωση των Ελλήνων.

Β) Προσδιορισμός του φύλου.

 Ο προσδιορισμός του φύλου του νεκρού μπορεί να γίνει από ανθρωπολόγους, με την εξέταση των οστών της λεκάνης, του κρανίου ή των μακρών οστών. Υπάρχουν όμως περιπτώσεις όπου οι μορφολογικές αυτές μετρήσεις δεν επιτρέπουν να καθοριστεί με σιγουριά το φύλο του νεκρού, π.χ. όταν δεν έχει βρεθεί πλήρης ο σκελετός, ή σε σκελετούς παιδιών. Σε τέτοιες περιπτώσεις για να βγει κάποιο συμπέρασμα ή για την επιβεβαίωση των ευρημάτων, προσδιορίζεται το φύλο του νεκρού με ανάλυση του DNA. Οι εμπορικές, τυποποιημένες, συσκευασίες διαπίστωσης πατρότητας με DNA χρησιμοποιούν για το σκοπό αυτό τον φυλοπροσδιοριστικό γενετικό δείκτη της αμελογενίνης (AMEL). Το γενετικό αποτύπωμα ενός άνδρα δείχνει πρότυπο δύο ζωνών/κορυφών, ενώ μιας γυναίκας το πρότυπο μιας μόνο ζώνης/κορυφής. Ωστόσο υπάρχει και ένα ποσοστό λάθους της μεθόδου, σε ποσοστό που κυμαίνεται από 0,2% έως 8% ακόμη και σε ζώντες. Ύστερα από αυτό, και για απόλυτη βεβαιώτητα στην εξακρίβωση του φύλου του νεκρού προτείνεται να εξετάζονται και άλλοι γενετικοί δείκτες, όπως οι SRY, TSPY και DXYS156.

 Γ) Προσδιορισμός ορατών βασικών φαινοτυπικών χαρακτηριστικών του νεκρού: η «DNA φωτογραφία» του.

Γ1. Χρωματισμός  επιδερμίδας,  μαλλιών και  ματιών.

Το μόριο που δίνει το χρώμα στα ανθρώπινα κύτταρα είναι η μελανίνη. Οι διαφορές στην ποσότητά της και τον τύπο της, καθώς και οι διαφορές στο σχήμα και την κατανομή των μελανοκυττάρων στους διαφορετικούς ιστούς, είναι αυτές που καθορίζουν το χρωματισμό της επιδερμίδας και των μαλλιών. Τα πρωτεϊνικά προϊόντα πάρα πολλών γονιδίων συμμετέχουν στη βιοσύνθεση και κατανομή της μελανίνης. Έχουν αναπτυχθεί αυτόματα πρωτόκολλα που προβλέπουν το χρώμα των ματιών, των μαλλιών και της επιδερμίδας, από DNA που έχει απομονωθεί από οστά. Με βάση αυτά τα πρωτόκολλα διαπιστώθηκε π.χ. ότι ο άνθρωπος των πάγων είχε καστανά μάτια.  Ένα άλλο παράδειγμα είναι η ανάλυση του DNA δύο μεσολιθικών κυνηγών-τροφοσυλλεκτών, ενός από το Λουξεμβούργο  και ενός από την Ισπανία, η οποία έδειξε ότι είχαν γενετική σύσταση για γαλανά μάτια, ενώ ήταν φορείς  αλληλομόρφων αρκετών γονιδίων που καθορίζουν το μελαμψό χρώμα της επιδερμίδας και των μαλλιών.

Μερικά παραδείγματα που αξιοποιούνται από τα πρωτόκολλα αυτά και που μας επιτρέπουν να εξάγουμε συμπεράσματα είναι τα εξής:

α) Αλληλόμορφα στο γονίδιο MC1R είναι υπεύθυνα για ανοιχτόχρωμη επιδερμίδα και κόκκινων μαλλιών στους ανθρώπους

β) Το γονίδιο TYR, καθορίζει τη βιοσύνθεση του ενζύμου της τυροσινάσης και είναι πολυμορφικό στους Ευρωπαίους. Αλληλόμορφά του σχετίζονται με ανοιχτόχρωμη επιδερμίδα και την απουσία φακίδων.

 γ) Αλληλόμορφο του γονίδιου  SKC45A2 (MATP)  σχετίζεται με το ανοιχτό χρώμα επιδερμίδας, μαλλιών και ματιών.

δ) Το γονίδιο HEC2 είναι υπεύθυνο για τον χρωματισμό της ίριδας (καστανό/γαλανό), καθώς επίσης για τον χρωματισμό της επιδερμίδας και των μαλλιών.

Γ2. Προσδιορισμός μορφολογίας τριχών.

  Ανάμεσα στους Ευρωπαίους, 45% των ατόμων έχουν  ίσια μαλλιά, 40% έχουν κυματοειδή μαλλιά και 15% έχουν σγουρά μαλλιά. Τα γονίδια EDAR και FGFR2 έχουν συσχετιστεί με λεπτές και ίσιες τρίχες στους Ασιάτες, ενώ η  μορφολογία των ίσιων τριχών των Ευρωπαίων επηρεάζεται από το γονίδιο TCHH, της τριχουαλλίνης. Η DNA ανάλυση αυτών των γονιδίων επιτρέπει να εκτιμηθεί η μορφολογία των τριχών του νεκρού, όταν ήταν εν ζωή.

Γ3. Προσδιορισμός του αναστήματος.

  Το ύψος των ατόμων καθορίζεται κατά 80% από το DNA του και κατά 20% στη διατροφή και σε άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Έρευνες έχουν δείξει ότι είναι τουλάχιστον 420 τα γονίδια που καθορίζουν το ύψος ενός ανθρώπου. Σήμερα αναπτύσσονται κατάλληλα τεστ με τα οοία θα προβλέπεται το πιθανό ύψος ενός ατόμου, αλλά ο έλεγχος αυτό είναι ακόμα μόνο σε ερευνητικό στάδιο.

Δ) Υγεία- παθήσεις του νεκρού όταν ήταν εν ζωή.

  Εκτός από τα βιομετρικά χαρακτηριστικά του ατόμου, η ανάλυση του σκελετού μπορεί να δώσει και άλλες απαντήσεις, όπως για την κατάσταση της υγείας του εν ζωή, καθώς και τυχόν λοιμογόνες μολύνσεις ή γενετικές παθήσεις:

Δ1.  Θάνατος λόγω λοιμογόνων βακτηρίων

  Τα βακτήρια αυτά μπορεί να είναι π.χ. της χολέρας ή της πανώλης, που θα οδήγησαν και στον θάνατο του ατόμου. Είναι ήδη διαθέσιμες οι κατάλληλες εξετάσεις που να ανιχνεύσουν το DNA που θα έχει παραμείνει από τα μικρόβια. Ένα κλασσικό παράδειγμα είναι η ανίχνευση του λοιμογόνου παράγοντα που προκάλεσε τον λοιμό των αρχαίων Αθηναίων, δηλαδή του μικροβίου Salmonellaenterica (ορότυπος Typhi) που προκαλεί τυφοειδή πυρετό.

Δ2.  Θάνατος/προδιάθεση για κληρονομικές ασθένειες.

Σήμερα είναι δυνατή η μοριακή διάγνωση τουλάχιστον 1.000 κληρονομικών ασθενειών και ο έλεγχος προδιάθεσης εκδήλωσης πολλών ασθενειών. Η δυνατότητα αυτή μπορεί να επεκταθεί και στο αρχαϊκό γενετικό υλικό. Μπορεί να εκτιμηθεί η συχνότητα ορισμένων ασθενειών, το αίτιο μιας κληρονομικής ασθένειας ή μιας μορφολογικής ανωμαλίας. Έτσι διαπιστώθηκε ότι ο άνθρωπος των πάγων παρουσίαζε δυσανεξία στη λακτόζη και είχε αυξημένο κίνδυνο προδιάθεσης για καρδιοπάθεια, ενώ δεν ανιχνεύτηκαν μεταλλάξεις που προκαλούν β-θαλασσαιμία σε δείγματα οστών της Μινωικής εποχής από το οροπέδιο του Λασιθίου.

Ε) Εκτίμηση της ηλικίας.

  Ο ανθρωπολογικός προσδιορισμός της ηλικίας ενός ατόμου βασίζεται στη μελέτη του σκελετού και των δοντιών. Είναι σχετικά εύκολος όταν είναι διαθέσιμος ολόκληρος ο σκελετός. Ο μοριακός προσδιορισμός της ηλικίας ενός νεκρού είναι απαραίτητος, όταν είναι διαθέσιμα μερικά μόνο οστά από τον σκελετό. Έχουν  αναπτυχθεί  μοριακές μέθοδοι εκτίμησης της ανθρώπινης ηλικίας, όπως  η συσσώρευση μεταλλάξεων στο μιτοχονδριακό DNA, η βράχυνση των τελομερών, και η αναδιάταξη του DNA σε συγκεκριμένα γονίδια. Υπάρχει όμως αβεβαιότητα, με εύρος 3 έως 5 χρόνια στην ηλικία που υπολογίζεται.

ΣΤ) Προβληματισμοί.

  Το μεγαλύτερο πρόβλημα που προκύπτει κατά την ανάλυση DNA από ανθρώπινα λείψανα είναι ο μεγάλος κίνδυνος επιμολύνσεων από σύγχρονο DNA, όπως είναι το DNA των αρχαιολόγων ή και των βιολόγων/ερευνητών και ως εκ τούτου και η πιθανή εξαγωγή παραπλανητικών αποτελεσμάτων. Συνεπώς κυριότερο μέλημα όσων θα ασχοληθούν με τον νεκρό της Αμφίπολης είναι η διασφάλιση της εγκυρότητας και αξιοπιστίας των αποτελεσμάτων. Μάλιστα, για να μην αμφισβητηθούν τα αποτελέσματα των εξετάσεων/αναλύσεων θα πρέπει:

• όλες οι εξετάσεις/αναλύσεις να γίνονται σε κατάλληλους αποστειρωμένους εργαστηριακούς χώρους
• να χρησιμοποιούνται δύο τουλάχιστον διαφορετικά, ανεξάρτητα και με μεγάλη εμπειρία ανάλυσης αρχαϊκού σκελετικού/γενετικού υλικού ερευνητικά εργαστήρια.

  Σύμφωνα με έμπειρους γενετιστές η απομόνωση γενετικού υλικού από σκελετούς τάφων της Κλασσικής εποχής και της εποχής του Χαλκού είναι δυνατή, αν και σε αρκετές περιπτώσεις είναι δύσκολη έως αδύνατη η απομόνωση χρήσιμου γενετικού υλικού. Ας ελπίσουμε ότι θα απομονωθεί γενετικό υλικό τουλάχιστον από τα δόντια του νεκρού της Αμφίπολης.

Ζ) Ερμηνεία των αποτελεσμάτων.

  Τα επιστημονικά στοιχεία που θα συλλέξουν οι ανθρωπολόγοι, γενετιστές, μικροβιολόγοι, χημικοί, αρχαιομέτρες και άλλοι επιστήμονες περιττεύει να αναφερθεί ότι θα ερμηνευτούν από αρχαιολόγους/ιστορικούς σε συνδυασμό με αρχαιολογικά, ιστορικά και άλλα στοιχεία.