विज्ञान

Twigstats: New tool reveals hi-res genetic view of people’s ancestors

दुनिया भर में बिखरे हुए प्रागैतिहासिक मानव अनुष्ठानिक दफन, सामूहिक कब्रगाह और युद्ध कब्रें प्राचीन आनुवंशिक सामग्री का खजाना हैं जिन्हें वैज्ञानिक हमारे अतीत के रहस्यों को उजागर करने की कुंजी मानते हैं। इन स्थलों पर प्राचीन डीएनए (एडीएनए) जनसंख्या की गतिशीलता में खिड़कियां खोलता है, जिसमें शांतिपूर्ण, प्राकृतिक या हिंसक तरीकों का उपयोग करके आबादी का विस्तार और प्रतिस्थापन, दो या दो से अधिक उप-आबादी से जुड़ी मिश्रण घटनाएं, सांस्कृतिक संक्रमण, शिकार के लिए प्रवासन और धन शामिल है। व्यक्तिगत, स्थानीय और वैश्विक पैमाने।

इसमें कहा गया है, विशेष रूप से आबादी में आनुवंशिक वंश का पता लगाना अभी भी एक चुनौतीपूर्ण कार्य बना हुआ है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सांख्यिकीय रूप से कहें तो भौगोलिक क्षेत्रों में आबादी अक्सर बहुत समान होती है।

विभिन्न नमूना आकार

उदाहरण के लिए, अतीत के अध्ययनों ने प्राचीन समूहों जैसे शिकारी-संग्रहकर्ता, शुरुआती किसानों और पाषाण और कांस्य युग के स्टेपी-पशुपालकों के बीच आनुवंशिक अंतर का दस्तावेजीकरण किया है। इसी तरह, हाल के वर्षों में कई अध्ययनों ने दुनिया भर में मध्यकालीन आबादी की आनुवंशिक विविधता में अंतर्दृष्टि प्रदान की है। लेकिन नमूना आकार में अंतर के कारण प्राचीन और मध्ययुगीन आबादी की आनुवंशिक वंशावली की तुलना करना मुश्किल हो गया है। एडीएनए वाले कम नमूने हैं, जिसके परिणामस्वरूप मध्ययुगीन या आधुनिक जीनोम की तुलना में अनुक्रमण गुणवत्ता कम होती है, जो बड़े समूहों से आते हैं।

प्राचीन काल के बाद एक प्राचीन रेखा से आधुनिक रेखा में जीन प्रवाह के रूप में आनुवंशिक सामग्री का समावेश, जटिलता की एक अतिरिक्त परत जोड़ता है।

परंपरागत रूप से, एडीएनए के शोधकर्ताओं के अध्ययन में एकल न्यूक्लियोटाइड बहुरूपता (एसएनपी) का विश्लेषण शामिल है, जो जीनोम में प्राकृतिक आनुवंशिक विविधताएं हैं। इस पद्धति का उपयोग आनुवंशिक इतिहास और वंश मॉडल के पुनर्निर्माण के लिए बड़े पैमाने पर एडीएनए से प्राप्त किया गया है भारोपीय और मूल अमेरिकी आबादी.

में एक 2009 का अध्ययनअमेरिका के ब्रॉड इंस्टीट्यूट और सीएसआईआर-सेंटर फॉर सेल्युलर एंड मॉलिक्यूलर बायोलॉजी, हैदराबाद के शोधकर्ताओं ने भारत के जनसंख्या इतिहास का भी पुनर्निर्माण किया। उन्होंने 25 विविध समूहों का विश्लेषण किया और देश में दो प्राचीन आबादी की पहचान की जो अधिकांश भारतीयों की पूर्वज थीं। पैतृक उत्तर भारतीय आनुवंशिक रूप से मध्य एशियाई, यूरोपीय और मध्य पूर्वी आबादी के करीब पाए गए जबकि पैतृक दक्षिण भारतीय एक अलग समूह थे। एसएनपी का विश्लेषण एक शक्तिशाली तकनीक है जब कार्य आबादी को समझना है, लेकिन यह उच्च गुणवत्ता वाले डीएनए नमूनों की आवश्यकता और निकट से संबंधित पूर्वजों वाले समूहों के इतिहास को हल करने में असमर्थता के कारण प्रतिबंधित है।

विभिन्न तकनीकों का संयोजन

वैकल्पिक रूप से, विश्लेषणात्मक तरीके जो केवल एसएनपी के बजाय हैप्लोटाइप, या डीएनए के साझा खंडों और दुर्लभ वेरिएंट का उपयोग करते हैं, अधिक शक्तिशाली पाए गए हैं। शोधकर्ताओं ने आधुनिक और प्राचीन जीनोम की जनसंख्या संरचना, जनसांख्यिकी, पूर्वजों के स्थान आदि को समझने के लिए वंशावली वृक्ष अनुमान पद्धति को लागू किया है।

यह विधि हैप्लोटाइप-शेयरिंग या पहचान-दर-वंश और दुर्लभ वेरिएंट से एक साथ जानकारी प्राप्त करती है, इसमें आनुवंशिक वंश के बारे में समय-समाधान की गई जानकारी शामिल होती है, और व्यक्ति अपने पूर्वजों को कैसे ‘साझा’ करते हैं, इसकी व्यापक अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।

उदाहरण के लिए, ए में अध्ययन प्रकाशित 1 जनवरी को प्रकृतियूके में फ्रांसिस क्रिक इंस्टीट्यूट के नेतृत्व में एक सहयोग और जिसमें यूके, जापान और स्वीडन के कई शोध समूह शामिल थे, ने जीनोम-व्यापी वंशावली का अनुमान लगाने का एक नया तरीका विकसित किया। टीम ने इसे ट्विगस्टैट्स नाम दिया है। यह समय-स्तरीकृत वंश विश्लेषण का उपयोग करता है जो मौजूदा तरीकों की सांख्यिकीय शक्ति को काफी हद तक बढ़ाता है और सांख्यिकीय त्रुटियों को कम करता है।

ट्विगस्टैट्स का एक विशेष रूप से अनोखा पहलू हाल के दिनों में आबादी के सहसंयोजन को ध्यान में रखने की क्षमता है।

चलती वाइकिंग

लेखकों ने पहले ट्विगस्टैट्स का कई अनुरूपित आनुवंशिक स्थितियों पर परीक्षण किया, जिसमें इसकी मजबूती का पता लगाने के लिए पहले प्रकाशित काम का उपयोग करके सत्यापित करना भी शामिल था। फिर उन्होंने इसे यूरोपीय महाद्वीप पर आयरन, रोमन और वाइकिंग युगों तक फैले 500 ईसा पूर्व से 1000 ईस्वी तक उत्तरी और मध्य यूरोप में रहने वाले व्यक्तियों से संबंधित 1,556 एडीएनए नमूनों के आनुवंशिक इतिहास के पुनर्निर्माण के कार्य में लागू किया।

ट्विगस्टैट्स का उपयोग करते हुए इस ताज़ा विश्लेषण ने बहुत ही उच्च रिज़ॉल्यूशन पर व्यक्तिगत-स्तर की वंशावली को पहले से कहीं अधिक सटीक रूप से निर्धारित किया है। शोधकर्ता पहली सहस्राब्दी ईस्वी में रोमन साम्राज्य की दूर-दराज की पश्चिमी सीमाओं में जनसंख्या समूहों की वंशावली को फिर से देखने में भी सक्षम थे। ट्विगस्टैट मॉडल ने पहली शताब्दी ईस्वी में यूरोप भर में जर्मन भाषा बोलने वाले और स्कैंडिनेवियाई जैसे वंश वाले व्यक्तियों के प्रवास के प्रत्यक्ष प्रमाण और उच्च-रिज़ॉल्यूशन मानचित्र भी प्रदान किए।

वर्तमान पोलैंड द्वारा प्रतिनिधित्व किए जाने वाले क्षेत्र में, ट्विगस्टैट्स का उपयोग करके प्राचीन जीनोम के विश्लेषण ने ऐतिहासिक समयसीमा पर वंश में एक अद्वितीय बदलाव का सुझाव दिया। उदाहरण के लिए, टीम को मध्य में कांस्य युग (1500 ईसा पूर्व से 1000 ईसा पूर्व) में रस्सीदार बर्तन संस्कृतियों से दूर जाने के संकेत मिले। दूसरे के लिए, पहली से पाँचवीं शताब्दी ईस्वी में, वीलबार्क संस्कृति से जुड़ी आबादी कांस्य युग समूहों से अलग हो गई।

उपयुक्त ऐतिहासिक और मानवशास्त्रीय संदर्भों में, ये अंतर्दृष्टि महत्वपूर्ण हैं – और उन्हें उजागर करने के लिए ट्विगस्टैट्स को श्रेय दिया जाना चाहिए। प्राचीन जीनोम के एक बड़े डेटासेट का विश्लेषण करके, शोधकर्ता प्रमुख सांस्कृतिक परिवर्तनों के साथ मेल खाने वाली अच्छी जनसंख्या आंदोलनों और मिश्रण घटनाओं का पुनर्निर्माण कर सकते हैं, जो वाइकिंग्स जैसे समूहों की आनुवंशिक विरासत और आधुनिक यूरोपीय लोगों के आनुवंशिक मेकअप पर प्रवासन के प्रभाव में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं। .

अध्ययन में वाइकिंग युग की पारंपरिक शुरुआत से पहले ब्रिटिश और बाल्टिक क्षेत्रों में मौजूद स्कैंडिनेवियाई जैसे वंश के साक्ष्य भी सामने आए। इससे पता चलता है कि स्कैंडिनेविया के साथ बातचीत और प्रवासन शोधकर्ताओं के अनुमान से कहीं पहले शुरू हुआ था। ब्रिटेन में स्कैंडिनेवियाई वंश की उपस्थिति को एंग्लो-सैक्सन प्रवासन से भी जोड़ा गया था, जबकि बाल्टिक क्षेत्र में इसकी उपस्थिति स्कैंडिनेवियाई समूहों के साथ प्रारंभिक संपर्क का संकेत देती थी।

जबकि स्कैंडिनेवियाई वंश पूरे यूरोप में काफी विस्तारित हुआ, अध्ययन से यह भी पता चला कि वाइकिंग युग से पहले स्कैंडिनेविया में जीन प्रवाह होता था। विशेष रूप से, शोधकर्ताओं ने पूर्व-वाइकिंग युग के स्कैंडिनेवियाई व्यक्तियों में महाद्वीपीय यूरोप और ब्रिटिश द्वीपों से संबंधित वंशावली के साक्ष्य की सूचना दी। निहितार्थ यह है कि जीन का प्रवाह द्विदिशात्मक था। वाइकिंग्स की गतिविधियों के साक्ष्य ब्रिटेन, आयरलैंड और आइसलैंड की आबादी की आनुवंशिक संरचना में दर्ज हैं।

संस्कृतियाँ और जीन

ऐतिहासिक संदर्भ में, अध्ययन वाइकिंग गतिविधि के व्यापक प्रभाव की पुष्टि करता है और साथ ही वाइकिंग युग के दौरान जनसंख्या आंदोलनों की जटिल और गतिशील प्रकृति पर प्रकाश डालता है।

कुल मिलाकर, नया अध्ययन इस बात का एक अच्छा उदाहरण है कि कैसे जीनोमिक विश्लेषण के लिए नवीन तरीकों का उपयोग प्रारंभिक मध्यकालीन आबादी की गतिशीलता के बारे में हमारी समझ को परिष्कृत कर सकता है। आनुवंशिक डेटा को पुरातात्विक और ऐतिहासिक साक्ष्यों के साथ जोड़कर, और इस तथ्य को जोड़कर कि सांस्कृतिक बदलाव अक्सर आनुवंशिक परिवर्तनों से भी जुड़े होते हैं, शोधकर्ता अब उन जटिल प्रक्रियाओं की अधिक सूक्ष्म और विस्तृत तस्वीर पेश कर सकते हैं जिन्होंने हमारे पूर्वजों के सांस्कृतिक इतिहास को आकार दिया।

जैसा कि शोधकर्ताओं ने अपने पेपर में लिखा है, “हमारे दृष्टिकोण का उपयोग दुनिया भर में नए उच्च-रिज़ॉल्यूशन आनुवंशिक इतिहास के पुनर्निर्माण के लिए किया जा सकता है।”

लेखक कार्किनो हेल्थकेयर में काम करते हैं और आईआईटी कानपुर और डॉ. डीवाई पाटिल मेडिकल कॉलेज, अस्पताल और अनुसंधान केंद्र में सहायक प्रोफेसर हैं। सभी राय व्यक्तिगत हैं.

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