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从单一牙齿中寻找生物性别的新方法

19世纪50年代,一位欧洲裔美国人的牙齿埋葬在旧金山。牙齿经常出现在考古遗址中,但可能与完整的骨骼无关。加州大学戴维斯分校开发的一项新技术使考古学家能够根据一颗牙齿找到一个人的生物性别,最长可达7,300岁。由加州大学戴维斯分校的研究人员领导的研究小组提出了一种基于牙齿蛋白质痕迹估计人类骨骼遗骸生物性别的新方法。

估计人类遗骸的性别对于想要了解古代社会和人民的考古学家来说非常重要。研究人员可以测量男性和女性(通常是骨盆)之间不同的骨骼特征。但是儿童和青少年的骨骼并没有表现出这些结构变化,而且通常只会产生几块骨头。加州大学戴维斯分校人类学家Jelmer Eerkens表示,与其他分子相比,DNA分析相对昂贵且DNA非常脆弱。

另一方面,牙齿保存良好,经常在考古遗址中找到。

Eerkens说,牙齿可以告诉我们很多关于它所属的人。“牙齿上的磨损模式可以告诉我们有关饮食的信息。牙齿的形态可以告诉我们有关祖先的信息(世界各地不同的人群牙齿形状略有不同)。牙齿上的牙菌斑可以告诉我们这个人的细菌。口腔,包括致病细菌。我们可以放射性牙齿测定它的年龄。稳定的同位素数据可以告诉我们一个人如何穿越景观,“他说。

由加州大学戴维斯分校环境毒理学副教授Glendon Parker与加州大学戴维斯分校法医学研究生课程学生Julia Yip,加州大学戴维斯分校蛋白质组学核心设施Brett Phinney及其同事开发的新方法使用敏感质谱法测量牙齿中的蛋白质。

性染色体上的牙釉质基因

釉原蛋白在牙釉质的形成中起作用。釉原蛋白的基因碰巧位于确定人类生物性别的X和Y染色体上,尽管釉原蛋白与此无关。性别的法医DNA分析通常取决于寻找牙釉蛋白X或Y基因。

女性牙齿中会含有牙釉蛋白-X;男性应该同时拥有蛋白质的X和Y版本。叶先生观察了来自25个人的40个珐琅样品,包括成人牙齿和儿童的“乳牙”。牙齿的年龄从现在的100到7300年不等,从北美和秘鲁的考古遗址收集。她还看了现代牙齿的样本。叶先生能够在所有样本中找到釉原蛋白-X的痕迹,在约一半的样本中找到釉原蛋白-Y。

牙釉蛋白-Y的阳性结果意味着牙齿必须来自XY雄性。因为牙釉蛋白-Y通常比牙釉蛋白-X低,所以如果检测到Y形式太少,那么对于牙釉蛋白-Y测试为阴性的牙齿可能是假阴性。为了克服这个问题,研究人员能够开发出一种统计方法,在给定一定量的牙釉蛋白-X的情况下计算出这种假阴性的可能性。Eerkens说,这种新方法为考古学家从单一牙齿中学到的信息增添了另一条。

“像DNA一样,我们的方法是定量的,不依赖于解剖学训练,每个样本(比DNA)运行成本更低,并且可以在非无菌条件下进行,”Parker说。他说,这种方法可能会与现有技术一起使用。

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