古DNA分子作為遺傳資訊的載體，是開展分子考古學研究的重要介質。分子考古學家能根據遺骸的古DNA分子，找到其所屬族群，將遺骸“對號入座”。例如，山羊和綿羊的遺骸，其骨骼外形相似，用肉眼無法區分。分子考古學家透過提取遺骸中的古DNA分子，並與生物基因庫中的山羊、綿羊族進行比對，就能判斷出遺骸的真實身份。
揭秘遺骸身份的
古DNA分子提取實驗
傳統的考古發掘工作大都在鄉間田野進行，因此又被稱為“田野考古”。而分子考古學家開展的古DNA分子提取實驗需要在室內進行，並且要嚴格控汙，對實驗環境要求極高。
進入實驗室之前，實驗員會從遺址運輸來的骨骼材料中選取儲存良好的部分，切割出2×2釐米左右大小的樣品，進行編號、記錄，以備提取實驗。
實驗員進入實驗室後，需按照實驗室工作規程穿戴工作服、佩戴口罩、使用專用橡膠手套，以避免人體DNA分子混入樣品。
同時，為避免實驗過程中發生交叉汙染，總實驗會分為5階段小實驗，在不同的實驗室依次進行。
樣品準備——前處理實驗
如果說取樣、編號是為了評估、篩選優質樣品，前處理實驗則是對所選樣品進行清洗和研磨處理。
在實驗中，實驗員會將樣品用酸泡、清洗，之後用液氮研磨機將其研磨成骨粉，盛裝進乾淨的離心管，放入冰箱冷凍封存，從而保證古DNA分子的完整性，防止其降解和被汙染。
首都師範大學實驗室動物考古實驗室收藏樣品（圖源《知識就是力量》雜誌）
提取古DNA分子——離心、提取實驗
實驗員在裝入骨粉的離心管中，加入可將古DNA分子從骨骼細胞中分離出來的裂解液（通常包含鹽離子、離液劑、還原劑和蛋白酶抑制劑等成分），從而破壞骨粉細胞表面的脂質結構，使古DNA分子被釋放、進而懸浮在溶液中。
為更高效地提取古DNA分子，過夜後的離心管會被放入離心機離心，離心後的骨粉漸漸沉澱於管底。實驗員為有效回收古DNA分子片段，會將含有古DNA分子的上層清液提取至新試管中。
實驗員將骨粉裝入離心管（圖源《知識就是力量》雜誌）
修復古DNA分子——PCR擴增
與現代DNA分子不同，受埋藏環境的影響，古DNA分子會出現不同程度的降解，即雙螺旋結構遭到破壞。
因此，提取出的古DNA分子需加入特定劑量的引物、酶和混合劑，混勻後放入PCR儀中進行擴增，修復它的雙螺旋結構。
純化古DNA分子
電泳是一種利用帶電粒子在電場中移動速度不同而達到分離的技術。在純化階段，實驗員會藉助電泳實驗結果，判斷古DNA分子是否提取成功。
解開考古謎題——測序
提取成功後，會對樣品進行專業的鹼基序列檢測。
在這樣一系列的實驗操作後，就可以獲得一條完整的古DNA分子資訊了。實驗員對檢測結果進行分析，就能回答部分考古學問題，如可透過檢測結果判斷該生物的所屬族群。
實驗員將古 DNA分子裝入測序樣品管（圖源《知識就是力量》雜誌）
雖然遺骸不會說話，但攜帶遺傳物質的古DNA分子記錄著它們的故事。在科技與學術發展齊頭並進的當下，只要遺骸尚在，分子考古學家就能夠找到它們的古DNA分子資訊，幫助更多遺骸再見天日、重歸故里。
撰文 | 畢鶴洋
責任編輯 | 王佳璇 張麗涵
運營編輯 | 張麗涵
質量稽核 | 業蕾
❖ 來源：《知識就是力量》雜誌
《分子考古學家的科研日常》❖
現訂購2024年
定價360元
