Ученые впервые полностью секвенировали геном древнего египтянина

Реконструкция лица была сделана с помощью 3D-сканирования черепа египтянина.
Ученые, стремившиеся к этому, смогли полностью расшифровать генетический код древнеегипетского человека, что дало уникальную информацию о его происхождении, жившего во время создания первых пирамид.

Останки мужчины были найдены в запечатанном глиняном сосуде в Нувайрате, деревне к югу от Каира, и датируются примерно 4500-4800 годами назад. Это делает его ДНК самым старым образцом из Древнего Египта, когда-либо извлеченным. В ходе исследования было установлено, что 80% его генетического материала произошло от древних североафриканцев, тогда как 20% — от жителей Западной Азии и Месопотамии.

Результаты, опубликованные в журнале Nature в среду, указывают на возможные древние культурные связи между Древним Египтом и регионами Плодородного полумесяца, включая современные Ирак, Иран и Иорданию. Хотя ученые давно подозревали о таких связях, до сих пор у них не было генетических доказательств, только археологических.

Также исследователи изучили скелет мужчины, чтобы понять его образ жизни, обнаружив признаки значительного физического труда на протяжении его жизни.

«Объединив данные из ДНК, костей и зубов этого человека, мы смогли создать полное представление о нем», — отметила ведущий автор исследования, доктор Аделин Морез Джейкобс из Ливерпульского университета Джона Мурса. «Мы надеемся, что в будущем мы сможем получить больше образцов ДНК из Древнего Египта, чтобы определить, когда именно начались миграции из Западной Азии».

Артефакты, такие как керамика, свидетельствуют о том, что египтяне могли обмениваться товарами и знаниями с соседними регионами. Однако получить генетические доказательства тесного смешивания различных древних цивилизаций было трудно из-за условий, которые способствуют быстрому разрушению ДНК, таких как жара и влажность, как отмечают авторы исследования. Тем не менее, останки этого человека сохранились в своем погребальном сосуде в отличном состоянии, что позволило ученым извлечь ДНК из его зуба.

Хотя данные отражают генетическое наследие лишь одного человека, эксперты считают, что дальнейшие исследования могут пролить свет на происхождение первых египтян, которые жили в начале этой великой цивилизации.


В 1902 году был обнаружен керамический сосуд с останками мужчины. Музей археологии Гарстанга, Ливерпульский университет
Секвенирование ДНК как головоломка

Шведский генетик Сванте Паабо, удостоенный Нобелевской премии по физиологии и медицине в 2022 году за секвенирование первого генома неандертальца, еще 40 лет назад пытался извлечь и исследовать ДНК из древних египетских останков, но не достиг успеха из-за плохого состояния ДНК.

С тех пор геномы трех древнеегипетских образцов были частично секвенированы с использованием методов, сосредоточенных на определенных маркерах, интересующих исследователей. Эти останки датируются более поздним периодом, с 787 года до н.э. по 23 год н.э.

В конечном итоге именно новые технологии, разработанные за последнее десятилетие, позволили авторам нового исследования расшифровать целый геном древнего египтянина.

«Мы использовали метод, известный как «секвенирование дробовика», который включает в себя секвенирование всех молекул ДНК, выделенных из зубов, что позволяет охватить весь геном», — пояснил соавтор исследования доктор Линус Гирдланд-Флинк из Университета Абердина в Шотландии. «Это также дает возможность любому будущему исследователю получить доступ ко всему геному, который мы опубликовали, без необходимости извлекать дополнительные образцы».

Мужчина, который жил в переходный период между Ранним династическим периодом и Древним царством, не был мумифицирован перед захоронением, что могло способствовать сохранению его ДНК, как утверждают исследователи.

«Может быть, это было удачное стечение обстоятельств — возможно, мы нашли иголку в стоге сена», — отметил Гирдланд-Флинк. «В ближайшие годы мы можем увидеть больше публикаций геномов из Древнего Египта, возможно, от людей, захороненных в глиняных сосудах».

Хотя климат Египта в целом жаркий, в этом регионе также наблюдаются стабильные температуры, что является важным фактором для длительного сохранения генетического материала, пояснил Гирдланд-Флинк. Этот климат, а также условия захоронения в глиняном сосуде и каменной гробнице способствовали сохранению ДНК мужчины.


Глиняный горшок был найден внутри гробницы, высеченной в скале в Нувайрате, к югу от Каира. Музей археологии Гарстанга, Ливерпульский униве
Изучение уникальной родословной

Для анализа исследователи использовали небольшие образцы корневой ткани одного из зубов мужчины. Цемент, который фиксирует зубы в челюсти, оказался отличным инструментом для сохранения ДНК, отметил Гирдланд-Флинк.

Из семи извлечений ДНК, полученных из зуба, два образца были достаточно хорошо сохранены для секвенирования. Ученые сравнили геном древнеегиптянина с более чем 3000 современными и 805 древними образцами ДНК, согласно отчету авторов исследования.

Изотопные сигналы в зубе мужчины содержали информацию о среде, в которой он рос, и о его рационе в детстве, пока формировались его зубы. Результаты подтвердили, что он провел детство в жарком и сухом климате долины Нила, питаясь пшеницей, ячменем, животным белком и растениями, характерными для Египта.

Однако 20% его генетического материала лучше всего соответствовали древним образцам из Месопотамии, что может свидетельствовать о значительных миграциях людей в Египет, считает Гирдланд-Флинк.

Стоматолог-антрополог и соавтор исследования Джоэл Айриш провел судебно-медицинскую экспертизу зубов и черепа мужчины, которые, по его мнению, лучше всего соответствовали особи из Западной Азии. Айриш — профессор Школы биологических и экологических наук Ливерпульского университета имени Джона Мурса.

Это исследование открывает окно в важный период и место, для которых ранее не было образцов, отметил Иосиф Лазаридис, научный сотрудник кафедры эволюционной биологии человека Гарвардского университета. Лазаридис не участвовал в исследовании, но ранее изучал древние образцы ДНК из Месопотамии и Леванта, региона восточного Средиземноморья, включая современные Сирию, Ливан, Израиль, Палестинские территории, Иорданию и части Турции.


Останки сейчас хранятся во Всемирном музее Ливерпуля. Музей археологии Гарстанга, Ливерпульский университет
Вопрос о том, были ли египтяне коренными североафриканцами или левантийцами, давно интересует исследователей, отметил Лазаридис.

«Этот образец свидетельствует о том, что в ранний период в Египте жили люди, в основном североафриканского происхождения, с некоторым вкладом предков из Месопотамии», — сказал Лазаридис. «Эта идея имеет смысл с географической точки зрения».

Он выразил надежду, что это исследование станет началом новых работ по генетике Египта, добавив, что хотя мумификация помогла сохранить мягкие ткани мумий, химические методы, использовавшиеся в процессе, не всегда способствовали сохранению древней ДНК.

«Теперь мы знаем, что извлечение ДНК у людей, живших в начале египетской цивилизации, возможно, и это открывает двери для написания генетической истории Египта», — добавил он.

Загадочное захоронение

Команда, изучившая скелет мужчины, установила его рост чуть более 1,5 метра и возраст от 44 до 64 лет, вероятно, ближе к верхней границе этого диапазона. «Это довольно много для того времени, сегодня такой возраст равен примерно 80 годам», — заметил Айриш.

Генетические данные показывают, что у него были карие глаза, тёмные волосы и кожа. Однако его кости рассказывают другую историю: они свидетельствуют о том, что он тяжело трудился в течение своей жизни, что кажется противоречит его церемониальному захоронению в глиняном сосуде.

Остатки показали признаки артрита и остеопороза, а особенности черепа и позвоночника указывают на то, что он большую часть жизни смотрел вниз и наклонялся вперед, как отметил Айриш. Следы от мышц показывают, что он часто держал руки впереди и носил тяжёлые предметы. Седалищные кости его таза также были сильно развиты, что указывает на длительное сидение на жесткой поверхности. Также обнаружены значительные признаки артрита в его правой стопе.

Айриш проанализировал древнеегипетские изображения различных профессий, включая гончарное дело и земледелие, чтобы понять, чем мог заниматься этот человек.

«Хотя косвенные улики указывают на возможную связь с гончарным делом, поскольку использование гончарного круга появилось в Египте в то время, захоронение в более высоком классе не ожидается для гончара, и, возможно, он был очень искусным и достиг более высокого социального статуса», — добавил он.

В то время как гончарный круг и письменность стали распространены, одомашненные растения и животные начали распространяться по Плодородному полумесяцу и Египту в VI тысячелетии до нашей эры, когда общества переходили от охотничьего к оседлому образу жизни. Теперь исследовательская группа исследует, были ли человеческие миграции частью этого процесса. Дополнительные древние геномы из Египта, Африки и Плодородного полумесяца могут помочь ответить на вопросы о том, кто жил, где и когда.

«Это всего лишь часть большой картины человеческой генетической изменчивости: каждый человек, когда-либо живший, и его геном представляют собой уникальный элемент в этой головоломке», — подчеркивает Гирдланд-Флинк. «Хотя мы не сможем секвенировать геном каждого, я надеюсь, что мы сможем собрать достаточно разнообразных образцов со всего мира, чтобы восстановить ключевые события в истории человечества, которые сформировали нас такими, какими мы являемся сегодня».