Az ezredforduló leggyorsabban fejlődő tudománya kétségtelenül az archeogenetika, amely még a modern tudományok (atomfizika, űrkutatás, onkológia) között is a legújabb, alig negyven éves a története. Amilyen gyorsan fejlődik, olyan erős mértékben van a segítségére a humán tudományoknak (pl. történelemkutatás, régészet, antropológia), amelyeknek a kutatásai és az eredményeik továbbgondolása mellől hiányzott egy megbízható természettudomány a maga egzakt módszereivel. Előbb segédtudományként működött, mára azonban e humán tudományok mellé (sőt, néha fölé) nőtt. Neve (mint sok, más tudományé) ógörög–latin eredetű, jelentése: ős–örökléstan. Hatrészes sorozatunk a Bölcsészettudományi Kutatóközpont Archeogenomikai Intézetének munkatársai segítségével járja körbe ezt az egyre izgalmasabb és egyre több embert érdeklő témát.
A címben föltett kérdésre sorozatunk első részében Szeifert Bea, az intézet tudományos munkatársa, egyúttal az ELTE Biológiai Doktori Iskola PhD hallgatója válaszol. Róla azt érdemes tudni, hogy Volga–Urál–vidéki, a magyarsággal feltételezhetően kapcsolatba hozható temetőket vizsgált, például a Bolsije Tigani elnevezésűt, amely párhuzamba hozható a honfoglalás-kori magyar temetőkkel.
Szóval akkor mi is az archeogenetika?
Mint ennek a tudománynak az elnevezése is mutatja: a gének származása és leszármazási vonala vizsgálódásunk tárgya, a génvariációk vizsgálata, azok történetiségében. Egykor élt szervezetek örökítőanyagának vizsgálata: növények, állatok, emberek, de akár baktériumok, vírusok is.
Milyen régi korokig tudunk visszafelé látni?
Ez sok mindentől függ, alapigazságként el kell fogadnunk, hogy a DNS örökítőanyaga (mint minden a világon) az idő előrehaladtával egyre jobban kopik, ezért volt világszenzáció az a tavaly (2021) februárban megjelent tudományos közlemény, amely arról számolt be a Nature hasábjain, hogy több mint egymillió éves mamutcsontból nyertek ki DNS–t, és szekvenálták azt.
Mi az a szekvenálás?
A sejtek örökítőanyaga a DNS, melynek építőelemei az ún. nukleotidok. Ezek leolvasása, sorrendjének meghatározása a szekvenálás. Az építőelemek sorrendjét szekvenciának nevezzük. Az egyes élőlények (fajon belül vagy kívül) szekvenciájában rejlő hasonlóságok és különbségek különböző célokra használhatóak, így rokonságok, leszármazások vizsgálatára is.
Hogyan tudják kinyerni ezt az örökítő anyagot mondjuk egy néhány ezer éves emberi csontmaradványból?
Mindenekelőtt nagyon alaposan meg kell tisztítani minden szennyeződéstől, attól is, ami az elmúlt évezredekben érte, és attól is, amivel beszennyeződhetett a régészeti feltárástól a laboratóriumig tartó úton. A laborban azután steril körülmények között hozzáférünk a csont belső állományához és az innen nyert porszerű anyagból kiindulva a sejtekig lehatolva vizsgálódunk. Ezeket a sejteket enzimek segítségével (mi úgy mondjuk) roncsoljuk. Fontos tudni, hogy ezek az enzimek a DNS-t nem roncsolják, így az örökítőanyag tisztán rendelkezésünkre áll a további vizsgálatokhoz.
És ezután mi következik?
Izoláljuk, kinyerjük a sejtekben található DNS-t. Ez a régészeti korú minták esetében általában nagyon kis darabokban található meg: 25–35, korábban már említett építőelemből, nukleotidból állnak. Ebből a DNS-izolátumból úgynevezett könyvtárat készítünk, a korábbi roncsolódásokat megpróbáljuk javítani és a „könyvtárban” minden egyes minta DNS-darabkái saját jelzést kapnak, mint a klasszikus könyvtárakban. A többnyire nagyon kevés vizsgálati anyagot megpróbáljuk felszaporítani a későbbi könnyebb tanulmányozhatóság érdekében. Ezután a szekvenálás során leolvassuk a DNS-darabok építőelemeinek sorrendjét, bioinformatikai módszerekkel kiválogatjuk a vizsgálandó organizmushoz tartozó DNS-darabok szekvenciáit (ún. endogén DNS-darabokat), majd a mintegy 3 milliárd nukleotid méretű emberi DNS-állományt, vagy ennek egy részét mintegy Lego játék-szerűen megpróbáljuk összerakni a leolvasott darabkákból.
A szaporítás során nem sérülnek ezek az anyagok?
Olyan enzimekkel dolgozunk, amelyek jószerével teljesen kizárják ezt a veszélyt. Ez mindenekelőtt a molekuláris genetika utóbbi évtizedekben bekövetkezett fejlődésének köszönhető, valamint azoknak a segédanyagoknak (vegyszerek, enzimek, stb.), amelyek ugyancsak sokat változtak. Hasonlóképpen azok az eljárások, amelyekkel dolgozunk, folyamatosan és gyorsan fejlődnek, finomodnak.
Amikor mindezzel megvagyunk, mi következik?
Megnézzük a nemzetközi adatbázist, illetve azt a részét, amely a korábbi, hasonló kutatások eredményeit tartalmazza, hiszen egy ilyen DNS–darab mindössze egy szűk információ. Olyan, mint egy nagy regényből egyetlen szó. Komoly értéke az adatoknak csak a megfelelő adatbázis kontextusában lesz.
És akkor jönnek az értelmezések, amelyek az egzakt természettudomány megkérdőjelezhetetlen információit más és másféleképpen magyarázzák. És az efféle magyarázatokban sokkal több hibát lehet elkövetni, mint az effektív tudományos vizsgálatban.
Igen, mert amikor leolvassuk a DNS szekvenciáját, az egy konkrét információ: az adott egyén konkrét DNS-e, de hogy aztán mit kezdünk vele… Addig egzakt, amíg szekvencia, utána jön a statisztika, jönnek a valószínűségek, és ezeknek az értelmezése… No, az már valami más.
Valóban, de az már nem archeogenetika és nem az archeogenetikusok dolga. Vagy tévednék?
Próbálunk informatikusokat, matematikusokat bevonni, vagy magunkat továbbképezni, de ez alapvetően mégiscsak csapatmunka.
Aki már legalább egy őskutatással foglalkozó (akár tudomány-népszerűsítő) cikket, értekezést elolvasott életében, biztosan találkozott ezzel a kifejezéssel: haplocsoport. Mit jelent ez?
Az emberi DNS-állomány, azaz genom két fő részből tevődik össze. Egyik a sejtmag DNS-e, amely 23 pár kromoszómát tartalmaz, többségi részére igaz, hogy mindkét szülőnktől öröklünk részeket. A kivétel, mely erősíti a szabályt az Y-kromoszóma. Ez az apai öröklődés mutatója, apáról fiúra „száll”. A genomnak a sejtmagon kívüli része az úgynevezett mitokondriális DNS, amely kizárólag anyai öröklődésű, minden ember az édesanyjától kapja. (Nem szabad összekeverni a sejtmagi X-kromoszómával, melyet a fiúk kizárólag az édesanyjuktól örökölnek, a lányutódok 1–1 X-kromoszómát kapnak mindkét szülőjüktől). A haplocsoport kifejezés az Y-kromoszómára és a mitokondriális DNS–re vonatkoztatható. Az antik-görög "háplósz" jelentése körülbelül: egyszeri, egyedi. Arra utal, hogy csak apai vagy csak anyai ágon örököljük az adott genomi részt. A szakirodalom jól definiált variációk szerint csoportokba sorolta a felismert típusokat.
Mi szerint kapják a nevüket ezek a haplocsoportok?
Ahogy egymásból származnak ezek a csoportok, úgy tartoznak egybe, vagy ágaznak szét és alkotnak újabb csoportot, vagy csoportokat. Ez az evolúció szerint működik. A betű–jelölés azonban szinte véletlenszerűen alakult, de mára megszilárdult. Egyébként minden DNS-darabnak van egy mutációs rátája, ez azt jelenti, hogy adott szakaszon egy variáció hány (ezer) évente következhet be.
Mindezek alapján milyen haplocsoport-tanulságokkal járt a Bolsije Tiganiban feltárt anyag?
Az én kutatási témám a Volga és az Urál közti térség temetőinek és a honfoglalás–kori, Kárpát–medencében feltárt temetők összevetése volt. Noha, az oroszországi anyag honfoglalás utáni időszakra tehető, mégis valószínű, hogy a Keleten maradt magyarokhoz lehet kötni. Alkalmasint azokhoz, akiket Julianus barát megtalált. Az oroszországi temetőkből származó DNS-anyag szoros kapcsolatot mutat a honfoglaló magyarokkal, néhány esetben még a mai magyarokkal is. Ugyanakkor a leletek szorosan köthetőek a vizsgált régióban ma élő tatárokhoz, baskírokhoz, sőt néhány származási vonal Kelet-Ázsiáig is visszakövethető. Utóbbit a mai magyarságban már csak elvétve lehet találni.
Ez, gondolom, az elmúlt ezer év tanúbizonysága. Szomszédaink előbb-utóbb rokonaink lesznek. Különben nem volna érvényes az a magyar mondás, hogy: „osztrák sógor”.
