科學家完成古DNA實驗方案相關污染物的評估

近年來，古DNA研究技術發展迅速，特別是單鏈DNA文庫構建實驗方案和機器人自動化液相處理實驗的應用，極大地提高了古DNA研究的效率。這些技術在古DNA研究中應用廣泛，但是目前尚不清楚不同實驗方案在實際應用中產生的背景污染情況，這一直是古DNA領域面臨的巨大挑戰之一。

近日，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所分子古生物學實驗室付巧妹研究員團隊完成了關于不同古DNA實驗方案中相關實驗室背景污染物的系統評估。相關研究論文題為：“Assessment of contaminants associated with gold-standard ancient DNA protocols”，近期在線發表于Science Bulletin。

此前，通過對低生物量微生物組研究中存在的污染進行梳理，并對微生物組研究中井間污染的量化研究表明，實驗室中的樣本污染是來自井間交叉污染和背景污染的組合，不同實驗室的污染程度不同，不同的實驗方案在井間交叉污染的發生情況和水平上存在差異。然而，關于實驗室中樣本污染仍存在一些需要探究的問題。不同實驗方案的背景污染情況是怎樣的？不同實驗方案的組合應用如何來盡可能地減少背景污染？

為了探究這些問題，研究人員利用在超凈實驗室中，以不同實驗方案處理的40個陰性對照樣品的鳥槍測序宏基因組數據進行了詳細分析（圖1a），探究了超凈實驗室的背景污染情況（圖1b-f），并對實驗中盡可能地減少背景污染進行了一定的探討。結果表明，水、土壤、空氣和人體皮膚等環境都是實驗室背景污染的潛在來源。采用單鏈DNA文庫構建實驗方案與機器人自動化液相處理相結合的方式可以顯著降低背景微生物的多樣性，減少實驗中可能產生的背景污染。

這項研究為評估古DNA實驗方案的污染情況提供了參考，特別是為高度降解樣本的自動化處理實驗方案進行系統評估提供了新的見解。

本研究第一作者是古脊椎所聯合培養博士生苗波，通訊作者是古脊椎所古DNA實驗室的付巧妹研究員和劉逸宸副研究員。相關研究得到中國科學院、國家自然科學基金、騰訊科學探索獎、Feng基金經費支持。