提取DNA:从南瓜到猛mm

2021年10月26日

在北美许多地方,南瓜被认为是跌倒的标志。在一年中的这个时候,您可以在任何地方找到它们 - 从杂货和零售商店展示到前门廊和人行道。但是,到本赛季结束时,大多数南瓜在垃圾桶的底部腐烂。在扔掉之前幽灵般的水果,我们建议使用它执行简单的DNA提取实验。

门廊栏杆上的中型南瓜的特写景观。
中型南瓜。

在今天的博客文章中,请跟随我们讨论如何使用房屋周围发现的材料从南瓜中恢复DNA。此外,我们将在最近的DNA提取研究中取得突破,涉及三个猛m磨牙。

生活的蓝图

所有活生物体都有脱氧核糖核酸(DNA)储存在其细胞核中。生物的功能和生存方式取决于其DNA。科学家出于多种原因提取和研究这一复杂分子,例如开发新医学,基因修饰作物和作物和确定犯罪嫌疑人

真核细胞中的核,染色体和DNA的图。
真核细胞中DNA的插图。Sponk,Tryphon,Magnus Manske,用户:Dietzel65,Ladyofhats(Mariana Ruiz)和Radio89的图像。在下面许可的图像CC BY-SA 3.0, 通过Wikimedia Commons

第一个DNA隔离是无意的发现。在1860年代,瑞士医生弗里德里希·米沙尔(Friedrich Miescher)将酸添加到白细胞和盐的溶液中。这样做之后,他注意到一种未知物质分开了。Miescher不知道,他称之为“核素”的这种物质实际上是生命的蓝图:DNA。

如今,科学家可以使用市场上可用的各种不同的DNA提取试剂盒将DNA与细胞分离。使用易于访问的材料,您可以从自己的家中舒适地提取DNA…

从南瓜提取DNA

在进行家庭DNA提取实验时,许多人选择使用草莓因为它们每个细胞具有丰富的DNA;因此,它们产生最好的结果。但是,为了纪念秋季,我们选择在南瓜上进行实验。

请参阅下面的实验,然后了解有关其工作原理的更多信息。


如视频中所示,实验需要以下材料:

  • 一个南瓜
  • 洗碗剂
  • 碘盐
  • 91%异丙醇(实验浓度越高,实验越好)
  • 芝士塞
  • 搅拌器
  • 测量器皿
  • 筷子
步骤1:混合

在第一步中,我们将南瓜块与240毫升(1杯)水,60毫升(1/4杯)洗碗液和14克(1汤匙)盐混合在一起。当混合在一起时,水,盐和洗碗肥皂会形成一种裂解溶液,该溶液打开了南瓜细胞并将其DNA分子释放到溶液中。

步骤2:过滤器

接下来,我们在玻璃杯的顶部放了一个芝士石,并用橡皮筋固定。然后,我们将肥皂南瓜混合物倒在芝士塞上。类似于橙汁的液体缓慢地过滤到玻璃杯中。此步骤有助于确保溶液中没有多余的南瓜块。

步骤3:图层

对于最后一步,我们在过滤溶液的顶部添加了等量的异丙醇。这样做之后,玻璃中形成了三层:

  1. 南瓜(底层)
  2. DNA(中层)
  3. 异丙醇(顶层)

由于DNA不能溶于摩擦酒精,因此将其沉淀到溶液中。此外,由于南瓜的DNA分子比周围的溶液较少,因此它也开始在玻璃中上升。异丙醇越冷,DNA会沉淀出越快。因此,我们建议在开始实验之前将其保存在冰箱或冰箱中。注意:我们在异丙醇中添加了蓝色食用色素,这有助于我们很容易看到分离发生。

尽管大多数DNA分析都需要专门的实验室设备,但您仍然可以用尖锐的物体(例如筷子和保存)提取南瓜DNA(并观察)在一杯异丙醇中。

恢复世界上最古老的DNA

2021年2月,一支国际研究人员分享说,他们已经康复并记录了世界上最古老的DNA。DNA成功地从三种不同的猛mm象的牙齿中分离出来,这在1970年代保存在西伯利亚东北的多年冻土中。最古老的遗体(约120万年),第二大遗体(约1-120万年),在西伯利亚河克雷斯托夫卡,阿迪查和楚科奇的西伯利亚河流附近发现了最年轻的遗体(约70万年)。这是第一次从超过100万年的遗体中回收DNA。

研究人员在发表的论文中分享了他们的发现自然。在发现之前,发现了最古老的已知DNA700,000历史的马骨

草原猛mm的草图。
草原猛mm象的插图。Dmitry Bogdanov的图像。在下面许可的图像GNU免费文档许可证, 通过Wikimedia Commons

在研究DNA时,研究人员面临许多挑战,因为DNA在死亡时开始衰减。另外,它可能会受到细菌和人类活动的污染。该团队处理似乎来自人类的任何数据将古代DNA与大象DNA和人DNA进行比较。全面的,他们能够获得来自最古老的样品中的4,900万个核DNA对,第二年级样品中的8.84亿个碱基对,最年轻的样品中的37亿碱基对。

研究了DNA后,团队对猛mm的演变进行了一些突破性的发现。他们了解到,研究中最古老的标本来自未知的猛mm象,他们将其称为Krestovka血统(名称基于发现遗体的地方)。他们相信这种血统有帮助引起哥伦比亚猛mm象,一种著名的猛mm象,生活在上一个冰河时代。

该小组的研究还为如何以及何时适应寒冷的栖息地提供了新的见解。根据他们的工作,在寒冷气候中与生命相关的基因变体,例如头发生长,温度调节,脂肪沉积,寒冷的耐受性和昼夜节律,都存在于在标志性的羊毛猛mm象之前居住的猛mm象。这些结果强调了大多数改编猛mm象血统是渐进的过程

除了展示对猛mm象进化的新见解外,这项工作还强调了提取和研究百万年龄的DNA的可行性,这项任务曾经是不可能的。这给我们留下了这样一个问题:我们可以回到多远?

相关资源

在这里,我们讨论了如何使用简单的实验从秋天的果实中恢复DNA,以及科学家如何在DNA提取领域取得巨大进步。

想了解有关DNA的更多信息吗?查看这些资源:


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