A Quantitative Approach to Detect and Overcome PCR Inhibition in Ancient DNA Extracts.
King, Christine E., Régis Debruyne, Melanie Kuch, Carsten Schwarz, & Hendrik N. Poinar.
Biotechniques 2009, 47(5):351-356.
doi 10.2144/000113244 Read more…
Sur l’invitation du Prof. Richard Bradshaw de l’université de Liverpool (UK), je participe du 4 au 7 mai au workshop ADN ancien organisé pour les membres du réseau européen Evoltree, dans le cadre enchanteur (quoique humide) de Borrowdale, dans le Lake District (UK).
En compagnie de Laura Parducci, Ian Barnes et Michael Hofreiter, j’ai représenté le peloton de “spécialistes” de l’ADN ancien, mis à contribution dans ce workshop afin de porter vers l’avant les travaux en ADN ancien dédiés aux restes végétaux de types variés.
A cette occasion, je donnais une présentation des intérêts et limites potentiels des méthodes dites de high-throuput sequencing en ADN ancien au regard de l’histoire de ce champ d’étude récent que constitue l’ADN ancien.
Communication orale (conférencier invité): Ancient DNA in revolutions and crises
New insights from old bones: DNA preservation and degradation in permafrost preserved mammoth remains.
Schwarz Carsten, Régis Debruyne, Melanie Kuch, Elizabth McNally, Henry Schwarcz, Andrew Aubrey, Jeffrey Bada, Hendrik N. Poinar.
Nucleic Acids Research 2009, Advance Online Access 1-15.
Despite being plagued by heavily degraded DNA in palaeontological remains, most studies addressing the state of DNA degradation have been limited to types of damage which do not pose a hindrance to Taq polymerase during PCR. Application of serial qPCR to the two fractions obtained during extraction (demineralization and protein digest) from six permafrost mammoth bones and one partially degraded modern elephant bone has enabled further insight into the changes which endogenous DNA is subjected to during diagenesis. We show here that both fractions exhibit individual qualities in terms of the prevailing type of DNA (i.e. mitochondrial versus nuclear DNA) as well as the extent of damage, and in addition observed a highly variable ratio of mitochondrial to nuclear DNA among the six mammoth samples. While there is evidence suggesting that mitochondrial DNA is better preserved than nuclear DNA in ancient permafrost samples, we find the initial DNA concentration in the bone tissue to be as relevant for the total accessible mitochondrial DNA as the extent of DNA degradation post-mortem. We also evaluate the general applicability of indirect measures of preservation such as amino-acid racemization, bone crystallinity index and thermal age to these exceptionally well-preserved samples.
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Nous venons de publier un article dans Nucleic Acids Research qui porte sur la détermination quantitative et qualitative de la préservation/dégradation de l’ADN ancien chez six différents mammouths issus du pergélisol sibérien, par la mise en place d’une méthodologie comparative de PCR quantitatives en série pour l’ADN mitochondrial et l’ADN nucléaire.
Pour cet article de mon compère Carsten Schwarz, j’ai essentiellement réalisé l’analyse des données dans le cadre d’un modèle de dégradation stochastique de l’ADN (tel que proposé par Deagle et al. en 2007), ainsi que le traitement statistique des résultats. J’ai également participé à la rédaction du manuscrit et réalisé ses figures.
Accéder a l’article “New insights from old bones: DNA preservation and degradation in permafrost preserved mammoth remains”>
Debruyne R., C. Schwarz, H.N. Poinar.
2008. Science 322(5903):857a
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Un article de Henry Fountain decrivant les resultats de mon article intitule “Out of America: Ancient DNA Evidence for a New World Origin of Late Quaternary Woolly Mammoths” (Current Biology), paru dans le New York Times du 4 Septembre 2008:
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It is common to think of the land bridge that existed from time to time across what is now the Bering Strait as a one-way affair. After all, the route through the area known as Beringia is thought to be how many animals and humans made their way out of Asia and into North America. Read more…
Marie-Lilith Patou, R. Debruyne, A.P. Jennings, A. Zubaid, J.J. Rovie-Ryan, G. Veron.
2008. Mol Phylogenet Evol 47(3):883-892.
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Régis Debruyne & Hendrik Poinar
ABRF 2007 Program and Abstracts, p.138
Communication orale (conférencier invité)
Nucleic Acids, which hold clues to the evolution of various animal and hominid taxa, are comparatively weak molecules from other cellular debris, and thus evolutionary biologists are in essence “time trapped”. Fortunately, DNA and protein fragments do exist in fossil remains beyond what theoretical experimentation do suggest. Sequestering of DNA molecules in humic or Maillard-like complexes likely represents a rich source of DNA molecules from from the past, that have yet to be tapped. These molecules were impossible to acquiredue to the selective nature of Polymerase Chain Reaction (PCR). Read more…
Mol, Dick, A. Tikhonov, J. Van der Plicht, R.-D. Kahlke, Régis Debruyne, B. Van Geel, J. P. Pals, C. De Marliave, & J.W.F. Reumer.
2006. Quaternary International 142-143:186-202.
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Debruyne Régis & Véronique Barriel.
2006. Médecine/Science 22(5) :502-506.
“Evolution biologique et ADN ancien”
Twenty years after the advent of ancient DNA studies, this discipline seems to have reached the maturity formerly lacking to the fulfilment of its objectives. In its early development paleogenetics, as it is now acknowledged, had to cope with very limited data due to the technical limitations of molecular biology. It led to phylogenetic assumptions often limited in their scope and sometimes non-focused or even spurious results that cast the reluctance of the scientific community. This time seems now over and huge amounts of sequences have become available which overcome the former limitations and bridge the gap between paleogenetics, genomics and population biology. The recent studies over the charismatic woolly mammoth (independent sequencing of the whole mitochondrial genome and of millions of base pairs of the nuclear genome) exemplify the growing accuracy of ancient DNA studies thanks to new molecular approaches. the number of mammoth nucleotides From the earliest publications up to now, was multiplied by 100,000. Likewise, populational approaches of ice-age taxa provide new historical scenarios about the diversification and extinction of the Pleistocene megafauna on the one hand, and about the processes of domestication of animal and vegetal species by Man on the other. They also shed light on the differential structure of molecular diversity between short-term populational research (below 2 My) and long-term (over 2 My) phylogenetic approaches. All those results confirm the growing importance of paleogenetics among the evolutionary biology disciplines.
Après deux décennies de découvertes et de controverses, la paléogénétique semble, sinon avoir atteint l’âge de raison, du moins avoir délaissé les frasques de son impétueuse jeunesse. Si ses principes théoriques ont été à peine affinés en quinze ans, sa pratique opérationnelle a, elle, rapidement évolué, en bénéficiant de l’explosion méthodologique de la biologie moléculaire. C’est véritablement avec l’avènement de la méthode d’amplification de l’ADN par PCR que ce champ d’étude a pris son essor. Dès 1989, les travaux se multipliaient en s’intéressant à des groupes biologiques animaux et végétaux variés : espèces récemment éradiquées par l’homme (ratites), représentants disparus de la période glaciaire (mammouth laineux) ou, encore, espèces domestiques (cochon) définirent les entités qui restent aujourd’hui les cibles favorites de ces études. Les champs d’application se sont également multipliés, afin de mieux cerner l’évolution des espèces, des populations et des génomes : génétique des populations, phylogénie d’espèces, domestication, migration de populations, paléopathologie, paléogénomique et évolution moléculaire s’offrent désormais à une discipline décidément en plein essor.
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