ATTILA FIAI VAGYUNK
A XXI. század elején a honfoglalók eredete és a magyarok származása még mindig vitatott kérdés. A honfoglalók 895/896-ban érkeztek Etelközből a Kárpát medencébe (Róna-Tas, 1999), nagyrészt europid, kisebb részben europo-mongolid embertani jellegekkel (Éry, 1994; Fóthi, 1998), és régészeti hagyatékuk jól elkülöníthető a megelőző avar és későbbi Árpádkor leleteitől. Mivel ebből az időből nem maradtak írásos emlékek nem tudhatjuk biztosan, hogy a honfoglalók milyen nyelven beszéltek, de az elfogadott elmélet a magyar nyelv Kárpát medencébe érkezését egyértelműen hozzájuk köti.
Kijelenthető, hogy a korábban rendelkezésre álló források értelmezésében a történész, nyelvész és régész kutatók „elmenetek a falig”. A meglévő honfoglalás kori leletek és történeti adatok többsége feldolgozásra került, a lehetséges elméletek közül a történeti nyelvészet álláspontja vált elfogadottá, és ennek szellemében a magyar őstörténetet kérdése nyugvópontra jutott.
A népcsoportok rokonsági és leszármazási viszonyainak vizsgálatában az utóbbi évtizedekben egyre nagyobb szerepet játszanak a genetikai vizsgálatok, melyek kezdetben ma élő emberekre korlátozódtak. A mai adatokból azonban csak közvetett módon következtethetünk az egykori őseinkre. Ezzel szemben a közelmúltban megjelent új tudományág, a régészeti genetika vagy archeogenetika közvetlen adatokkal szolgál a honfoglalók, vagy bármely ősi népesség származásáról rokonsági viszonyairól. Tehát a régészeti genetika jelképesen szóra tudja bírni a leletet, és ezzel megválaszolhat eddig nyitott kérdéseket.
A genetikai rokonság megállapításához azokat a DNS szakaszokat vizsgálják, amelyek az egyének és populációk között eltérést mutatnak. Általánosságban elmondható, hogy a teljes genom DNS szekvenciája minden emberben 99,6 %-ban azonos (Levy és mtsai., 2007). Ennek ellenére nincs két genetikailag azonos ember, még az egypetéjű ikrek között is kimutatható néhány genetikai különbég az egyedfejlődés során létrejövő mutációk és kópia szám változatok miatt (Bruder és mtsai., 2008).
Azt, hogy két egyén genomja milyen mértékben különbözik egymástól, a nukleotid diverzitás érték adja meg. Ezt az értéket emberben 0,1%-tól (Jorde és Wooding, 2004) 0,4%-ig (Tishkoff és Kidd, 2004) becsülik. Mivel a humán genom több mint 3 milliárd (3 x 109) bázispárból áll, 0,3% nukleotid diverzitás értékkel számolva átlagosan 9 millió bázispár különbség lehet egyén és egyén között. Napjainkra 26 populációból több mint 1000 ember teljes genomját megszekvenálták az 1000 genom projekt során (The 1000 Genomes Project Consortium, 2015), és azt találták, hogy egy egyén genomja 4,1-5 millió helyen különbözik a referencia genomtól. Ezen variánsok többsége SNP és rövid inszerció-deléció, de a nagyméretű szerkezeti átrendeződések sokkal nagyobb mértékű különbségeket okoznak az egyének között.
Az egyénre jellemző genetikai mintázatot genetikai ujjlenyomatnak hívjuk. Az egyénekre jellemző génváltozatok (allélek) az egyes populációkban eltérő, azokra jellemző gyakorisággal fordulnak elő. Ez lehetővé teszi, hogy a populációk rokonságára és származára is következtetést vonjunk le. Mivel az egyes génváltozatok gyakran jellegzetes földrajzi elterjedést mutatnak, nagyszámú élő és ásatag minta genetikai jellemzésével megismerhetővé válik az egykori populációk migrációja és meghatározható a különböző emberi csoportok biológiai értelemben vett rokonsági foka.
A sejtmagi DNS döntő hányada az átörökítés során erősen keveredik rekombinációval, ezért nem alkalmas leszármazási vonalak rekonstruálására. Ehhez legegyszerűbb az olyan genetikai markereket vizsgálata, melyeknél az anyai és az apai információ nem keveredik az egymást követő nemzedékekben. Ilyen nem rekombinálódó genetikai egység a mitokondriális DNS (mtDNS), amely a petesejtek mitokondriumai révén kizárólag anyai ágon öröklődik (Giles és mtsai., 1980), és melynek vizsgálatával a populációk anyai ági leszármazási vonalait követhetjük nyomon. A másik ilyen egység, az apáról fiúra öröklődő Y-kromoszóma, melynek analízisével a populációk apai ági leszármazási viszonyait deríthetjük fel.
A genetikai változatok tanulmányozásának evolúciós és gyógyászati jelentősége is van. Mivel az egyes populációk különböznek a betegséget okozó, vagy betegségre hajlamosító allélokban, és az egyes gyógyszerek hatékonysága nagyban függ az egyén genetikai hátterétől, ezért a modern gyógyszer fejlesztés során egyre inkább figyelembe veszik a célpopuláció genetikai összetételét.
Ez egyetlen nukleotid különbséget jelent két egyed között. A filogenetikai vizsgálatok során azokat az SNP-ket használják, amelynek változatossága a populációban 1%-nál gyakoribb. Az eddigi genom adatok szerint 10-30 millió SNP található a humán populációkban (International és Consortium, 2003), ez a leggyakoribb szekvencia variáns, amely az összes szekvencia különbségek közel 90%-át adja (Collins és mtsai., 1998). Az SNP-ék többsége netruális vagyis nincs funkcionális hatása, csak 3-5% funkcionális, amelyek genetikai markerként használhatók a genotípus-fenotípus összefüggések keresése során (Genome Wide Association Studies, GWAS), (Ke és mtsai., 2008).
Ezek rövidebb-hosszabb szakaszon változtatják meg a nukleotid sorrendet vagy a kromoszómák szerkezetét. Ide tartoznak a kópia szám változatok (CNV), deléciók, inverziók, inszerciók és duplikációk. Ezek létrejöttében kiemelendő a transzpozonok és retrotranszpozonok szerepe, melyek nagy számban találhatók a genomban, és mozgásuk során SV-kat hoznak létre. Egy tipikus emberi genom 2100-2500 SV-t tartalmaz, amely megoszlása: 1000 nagy deléció, 160 CNV, 915 Alu inszerció, 128 L1 inszerció, 51 SVA inszerció, 4 NUMT és 10 inverzió (The 1000 Genomes Project Consortium, 2015).
Ezek nagyon rövid (2-5 bázispár) hosszúságú tandem ismétlődő DNS szakaszok, amelyek klaszterekben szétszóródva találhatóak az eukarióta genomban, és az ismétlődések száma egyénről egyénre változhat. Eredetüket azzal magyarázzák, hogy az eredetileg spontán mutációval keletkező néhány nukleotid ismétlődés kialakulását követően a replikáció során a DNS szálak elcsúszhatnak, így a DNS polimeráz megtöbbszörözi ugyanazt a szekvencia darabot. Dinukleotid ismétlődéseknél 4-5, tri- ill. tetranukleotid ismétlődések esetén 2-3 meglévő ismétlődés elegendő az elcsúszáshoz. Az szál elcsúszással keletkező di-, tri- és tetranukleotid ismétlődés változatok a további replikációk során rögzülnek a genomban, és stabilan öröklődnek (Messier és mtsai., 1996).
A módszer alapja, hogy a restrikciós endonukleáz enzimek a DNS lánc szekvencia specifikus felismerését követően, annak szekvencia specifikus hasítására képesek. Ha mutáció miatt a vizsgált DNS szakasz szekvenciája úgy változik meg, hogy egy restrikciós enzim felismerő helye eltűnik vagy új felismerő hely keletkezik, az eltérő DNS fragment hosszként észlelhető az emésztést követő elektroforézis mintázatban (Brown, 1980; Cann és mtsai., 1987). A módszer előnyei közé tartozik, hogy technikailag viszonylag könnyen kivitelezhető, míg hátránya, hogy csak a vizsgált restrikciós enzimek felismerési helyeinek változását képes detektálni.
A mikroszatellitákat régóta használják genetikai markerként. Ezen vizsgálatok előnye, hogy nagyszámú STR-t párhuzamosan vizsgálva nagy valószínűséggel kimutatható egyedre jellemző mintázat. Az egyes mikroszatellita ismétlődések hosszát PCR reakciót követően gélelektroforézissel lehet mérni. Az STR mintázat genetikai ujjlenyomatként használható egyének genetikai azonosítására (Alberts és mtsai., 2014; Brinkmann és mtsai., 1998).
A módszer igazságügyi alkalmazása igen elterjedt (ezért végezzük ezen vizsgálatokat igazságügyi intézettekkel együttműködésben). Archaikus DNS vizsgálatra csak korlátozottan alkalmas módszer, mivel a degradált DNS fragment hossza gyakran nem elegendő a PCR reakcióhoz, és az STR kitekben rutinszerűen vizsgált nagyobb fragmentek (>200 bázispár) gyakran nem amplifikálhatók.
A teljes genom szekvenálás igen költséges módszer, ezért többnyire a csontmaradvány részleges genotípusát szokás meghatározni. Elsősorban azokra a DNS szakaszokra koncentrálunk, melyekben a populációk jellegzetes polimorfizmust mutatnak, melyek alapján az egyének eltérő úgynevezett haplotípusokba és haplocsoportokba sorolhatók. A haplotípus az egyén nem rekombinálódó DNS szakaszára jellemző SNP mintázat, melynek kiemelkedő jelentősége van az mtDNS és Y-kromoszóma leszármazás vizsgálatában. A haplocsoport az azonos leszármazási vonalba tartozó haplotípusok összességét jelenti. A Humán Genom Projekt nagyszámú genom szekvencia összehasonlításával korábban meghatározta az mtDNS és az Y-kromoszóma vonalak leszármazási viszonyait, és kijelölte a haplocsoportba soroláshoz legalkalmasabb SNP pozíciókat.
A SNapShot módszer arról kapta nevét, hogy képes egyetlen reakcióban nagyszámú SNP-t egyszerre meghatározni. A módszer multiplex PCR-t követő egy nukleotidos primer extenzió reakción alapszik. Az Eurázsiára jellemző leggyakoribb mtDNS haplocsoportokba történő besoroláshoz az mtDNS kódoló szakaszán 22 jól jellemzett polimorf pozíció szekvenciáját kell meghatározni (Haak és mtsai., 2010a), és erre a GenoCore 22 nevű SNapShot módszer a legalkalmasabb. Az eurázsiai emberekben leggyakoribb 25 Y kromoszómás főbb haplocsoportokba való besorolásához szintén kidolgozták a 25 jellegzetes SNP pozíció meghatározásának SNaPshot módszerét (Haak és mtsai., 2010a), melyet GenoY25 assay-nek neveztek el. Munkánk során mi is ezeket a módszereket használtuk.
A primer-extenzió (Single Base Extension = SBE) során egy primert hibridizálunk az amplifikált DNS-darabhoz, melynek 3’ vége épp a kérdéses nukleotid előtt végződik. Ezután 4 fluoreszcensen jelölt dideoxy nukleotidot (ddNTP) és polimeráz enzimet adunk a reakcióhoz, így a kérdéses pozícióba egyetlen színnel jelölt nukleotid épül be. Mivel minden egyes SBE primer mérete különböző, így azok egy szekvenáló gélen szétválaszthatók, a fluoreszcens festék színe pedig elárulja, hogy az egyes SNP pozíciókba melyik bázis épült be (Der Sarkissian, 2011).
A DNS-szekvenálás az a folyamat, melynek során meghatározzák a DNS molekula nukleotid sorrendjét. A DNS információtartalma a szekvenciájában található, ezért egy DNS szakaszról annak teljes szekvenciája adja a legtöbb információt. Napjainkban a DNS-szekvenálás a molekuláris biológia egyik legmeghatározóbb eszközévé vált.
Az 1970-es évektől kezdve két módszert fejlesztettek ki, amelyek közül a Sanger-féle láncterminációs (enzimatikus) módszer vált egyeduralkodóvá. A fluoreszcens detektálás megjelenésével és automatizálásával könnyebbé és gyorsabbá vált a DNS-szekvenálás. Végül az ezredfordulón jelentek meg a teljesen más mechanizmuson alapuló, még nagyobb hatékonyságú és olcsóbb új-generációs szekvenáló módszerek (NGS, next-generation sequencing), amelyek az információszerzés mennyiségét tekintve újabb forradalmi változást indítottak el a molekuláris biológiában. Jelenleg ez utóbbi módszereket és az automata láncterminációs szekvenálást párhuzamosan használják a biológiában. A továbbiakban ezeket a módszereket tekintem át. Mivel a Sanger féle szekvenálás általánosan ismert, ennek részleteire nem térek ki.
Az elmúlt évek során megjelentek az úgynevezett új-generációs szekvenálási technikák (next-generation sequencing, NGS), amelyek nagy előrelépést jelentettek a szekvenálás területén azáltal, hogy lehetővé teszik egyetlen kísérletben akár 105-106 különböző DNS-molekula párhuzamos, gyors és automatizált leolvasását. Ezt a módszert nagy áteresztőképességű high-throughput sequencing (HTS) módszernek is nevezik. Ezen eljárások során nincs szükség a DNS-láncok időigényes méret szerinti elválasztására. Hátrányuk, hogy egy reakció során mindegyik molekulából csak viszonylag rövid, néhány 100 nt. hosszúságú DNS-darab szekvenciája olvasható le.
A piroszekvenálást 1996-ban dolgozták ki, és néhány éve már teljesen automatizálttá vált. A módszer alapelve teljes mértékben eltér a Sanger-féle szekvenálástól. A piroszekvenálás a „szekvenálás szintézissel”’ elvén alapul, vagyis egy egyszálú DNS templátról enzimatikusan komplementer szálat szintetizálnak. A DNS populációt első lépésben egy mikrochipen rögzítik, és lokálisan amplifikálják. Valós időben a DNS- polimeráz aktivitását detektálják egy kemilumineszcens enzim segítségével. Amikor egy nukleotid beépül a DNS szálba, pirofoszfát (PPi) keletkezik, és ennek a mennyiségét mérik egy kapcsolt reakcióval, ami végső soron a luciferáz enzim felvillanással jelez. Minden egyes lépésben csak egyféle nukleotidot adnak a rendszerhez, ezáltal csak az a molekula ad felvillanást ahol beépülés történt. Ha több azonos nukleotid épül be egyszerre, arra a fényintenzitás növekedéséből lehet következtetni. A felvillanás helyét a rögzített szekvenálandó molekulák helyzetének megfelelően nagyfelbontású kamera érzékeli. Kemilumineszcencia csak komplementer nukleotid beépülése során következik be, a be nem épült nukleotidokat a következő ciklus előtt eltávolítják.
A második generációs szekvenátorok gyártása és fejlesztése különálló iparággá nőtte ki magát. Számos biotechnológiai cég kínál egymástól eltérő módszereken alapuló szekvenátorokat. Mi az Illumina MiSeq-el dolgozunk. Ennek a módszerét a Solexa cég fejlesztette ki, melyet az Illumina cég később felvásárolt. Jellegzetessége, hogy ez volt az első rövid leolvasásokat végző technika. Első lépésben a szekvenálni kívánt DNS-t (akár teljes genomot) apró, 100 bp-os darabokra fragmentálják. A dupla szálú DNS két végét kijavítják (ragadós végek eltüntetése), és egy adeninnel toldják meg az 3’ végeket. Ehhez egy timin túlnyúló véggel rendelkező ún. adapter DNS-t (meghatározott mesterséges szekvencia darab) ligálnak úgy, hogy a molekulák két végére két eltérő adapter kerüljön. Az adapter ligált DNS-darabokat NaOH-val denaturálják, majd a DNS populációt egy szekvenáló mikrochipre viszik fel, amely az adapterrel komplementer oligonukleotidokat (primerek) tartalmaz sűrűn kihorgonyozva. Ezekhez hibridizálnak a DNS fragmentumok, és ezzel adott helyen rögzülnek. Ezután az ún. híd-amplifikációs (bridge amplification) módszerrel minden egyes molekulát helyben felsokszoroznak. Maga a szekvenálás itt is szintézissel történik. Az adapterhez egy primert hibridizálnak, melynek 3’ vége a szekvenálandó molekulánál végződik. Itt a reakcióhoz egyszerre adják hozzá mind a négy eltérő fluorescens festékkel jelölt nukleotidot (reverzibilis terminátorok). A beépült nukleotid fluoreszcens jelét CCD kamerával detektálják. A nukleotid beépülése után kémiai úton levágják róla a fluorofórt és a 3′ blokkolót, majd lemossák a be nem épült nukleotidokkal együtt. Ezt a folyamatot ismétlik ciklikusan 50-150 alkalommal, és a nukleotid sorrendeket a kamerához kapcsolt számítógép rakja össze lépésenként. Ezzel a módszerrel a humán genomot 2-3 nap alatt lehet szekvenálni, ráadásul a költségek is alacsonyabbak.
A sejtorganellumok közül a mitokondrium és a növényi kloroplasztisz rendelkezik önálló genommal. Az ember mitokondriális DNS-e kettősszálú, cirkuláris. 16569 bázispárból áll, ezen 37 gén található, nagyon kompakt, intronokat alig tartalmaz, a gének átfedhetnek egymással. Nem kapcsolódnak hozzá hisztonok, melyek védelmet nyújtanának a mutagén hatások ellen. Nincsen excíziós repair rendszere, ami a pontmutációk eliminálódásában venne részt, ezért viszonylag magas a mutációs rátája. A körülbelül 800 bázispár méretű hipervariábilis régió (HVR) nem kódol géneket csak szabályozó szerepe van, ezért az itt bekövetkező pontmutációkra kevésbé hat a szelekció, ennélfogva a HVR régió az mtDNS legpolimorfabb szakasza. A mtDNS mutációs rátája a nukleáris DNS-ének körülbelül tízszerese, a HVR szakaszé ennek is többszöröse. A haplotípusok elkülönítésére elsősorban a HVR-I szakaszt (nt 16024-16365) használják, de néhány haplocsoport (H és U) a HVR-II (nt 37-340) szekvenciákban is különbözik. Sejttípustól függően sejtenként több száz vagy akár több ezer mitokondrium található, mivel ez a sejt energiatermeléséért felelős sejtszervecskéje. A mitokondriumban 2-10 DNS molekula is lehet, így az mtDNS egy sejtben 1000- 10000 kópiában van jelen (Fernández-Silva és mtsai., 2003). Magas kópiaszáma miatt az mtDNS megőrződése a régészeti maradványokban nagyságrendekkel jobb, mint a sejtenként csak egy kópiában jelen lévő genomi DNS-é. Archeogenetikai szempontból a magas kópiaszámon kívül a mitokondriális DNS másik jelentős tulajdonsága a maternális öröklődés, melynek köszönhetően információt szolgáltat az egyén anyai ágú leszármazási viszonyairól. Az mtDNS öröklődése során nem történik rekombináció, így a szekvenciában bekövetkező változások kizárólag a fokozatosan felhalmozódó mutációknak köszönhetőek.
Legfontosabb biológiai szerepe a nem meghatározása és a férfi fertilitás biztosítása. Az Y kromoszóma haploid, csak a férfiakban van jelen, apáról fiúra öröklődik. Az Y kromoszóma 57227415 bázispár hosszú. A kromoszóma hosszának 95%-án nem játszódik le rekombináció a meiózis során az X és az Y kromoszóma között. Ezt a szakaszt az Y kromoszóma nem rekombinálódó régiójának (Non-Recombining region of Y – NRY, Non-Recombinig Portion Y – NRPY). Ezt a régiót mindkét oldalon a kromoszóma telomer szakaszain elhelyezkedő pszeudo-autoszómális régiók (kevesebb, mint 3 megabázisnyi szakasz a kromoszóma körülbelül 60 megabázisnyi hosszából) szegélyezik, melyek rekombinációja az X kromoszómával a férfi meiózis gyakori és szabályszerű eseménye.
A rekombináció hiányának jelentősége, hogy a haplotípusok, melyeket az Y kromoszómán található markerek allélikus állapotának kombinációi határoznak meg, általában érintetlenül adódnak tovább generációról generációra. Más szavakkal az Y kromoszóma nem rekombinálódó régiója egyetlen lókuszként öröklődik. Sajátos jellemzői következtében, melyek egyedivé teszik a kromoszómák között, az Y-kromoszóma hatékony eszköznek bizonyult a populációgenetikusok számára a humán diverzitás tanulmányozásában és az apai ági leszármazási vonalak nyomon követésében. Mivel szekvenciájuk csak az idővel halmozódó mutációk révén változik, az autoszómális DNS-hez képest az Y kromoszómák egy viszonylag egyszerűbb genetikai történetet őriznek, ugyanúgy használhatók az apai leszármazási vonalak rekonstruálására mint az mtDNS az anyai ágon. Az Y kromoszóma további sajátos jellemzője, hogy 1:1 nemi arány esetén a teljes populációban az Y várható effektív populációmérete negyede bármelyik autoszómáénak, harmada az X kromoszómáénak és egyenlő méretű a mitokondriális DNS-ével. Ennek megfelelően az Y-kromoszómális genetikai változatosságot (csakúgy mint a mtDNS-ét) nagyobb mértékben érinti a genetikai sodródás hatása. A genetikai sodródás felgyorsítja a különböző populációkban az Y-kromoszómális leszármazási vonalak – és mtDNS vonalak – csoportjai közötti differenciációt ezért a földrajzilag elkülönülő populációk között idővel jellegzetes eltérések jönnek létre (Jobling és Tyler-Smith, 2003). Ennek köszönhető, hogy az Y-kromoszóma – és az mtDNS – haplotípusok gyakorisága lényegesen nagyobb genetikai differenciákat mutat a populációk között, mint az autoszómális markereké. Ahogy (Lewontin, 1972) genetikai analízise kimutatta, az emberi faj genetikai változatosságának zömét populáción belül találjuk, és csak töredékét, 10-15%-át a populációk között, azonban ugyanez az arány az Y-kromoszóma elemzéseknél már 30-40%-nak adódott. A nagyobb genetikai kontraszt nagyobb felbontást tesz lehetővé, emiatt is alkalmas olyannyira az Y és az mtDNS a migrációk nyomon követésére. Az Y kromoszóma populációk közti nagyfokú diverzitását a társadalmak patrilokalitása is magyarázza. Közismert, hogy a társadalmak körülbelül 70%-ánál amikor két ember egybekel, többnyire a nők váltanak lakóhelyet, ők költöznek a férjükhöz. Más szóval a férfiak genetikusan kevésbé mozdíthatók. Ennek következményeként egy jóval homogénebb mitokondriális DNS elterjedési térkép alakult ki, míg az Y kromoszómák egymástól függetlenül divergálódtak a különböző populációkban (Seielstad és mtsai., 1998). Ez az eredmény is mutatja, hogy az emberi kultúrának milyen hatalmas szerepe van/volt fajunk genetikai mintázatának kialakításában.
A magyar illetve magyar anyanyelvű népesség körében a populációgenetikai vizsgálatok kezdete elsősorban Czeizel Endre és Béres Judit nevéhez fűződik (Czeizel és mtsai., 1991; Guglielmino és mtsai., 2000; Guglielmino és Beres, 1996). A tanulmányok mind nukleáris genomi markerek, mind mtDNS és Y haplotípus RFLP vizsgálatának eredményeit foglalják össze. A 24 genetikai marker alapján elvégzett kísérletsorozat eredményeképpen számos ellentmondásos, jelenlegi ismereteink által nehezen magyarázható eredményt kaptak. Így például az irániakhoz mind a székelyek, mind a csángók és a kiskunok nagyobb hasonlóságot mutattak, mint a jászok. Béres és mtsai a magyarok finn-ugor eredetének kérdését is vizsgálták Y kromoszómás és mtDNS markerek analízisével (Lahermo és mtsai., 1999), eredményeik szerint a magyar és finnugor népesség teljesen elkülönül egymástól, amit későbbi hasonló vizsgálatok is megerősítettek (Guglielmino és mtsai., 1990; Semino és mtsai., 2000; Völgyi és mtsai., 2009).
A hazai aDNS kutatások 2000-ben kezdődtek a Szegedi Biológiai Központban, Raskó István kutatócsoportjában. Itthon nekik sikerült először ásatag DNS izolálniuk, továbbá mtDNS haplotipizálási módszert kidolgozniuk (Kalmár és mtsai., 2000). Vizsgálták a kunok eredetét (Bogácsi-Szabó és mtsai., 2005), a magyar nyelvű populációk és honfoglalók genetikai kapcsolatait (Tömöry és mtsai., 2007) és Y-kromoszómás vizsgálatot (Tat) is végeztek honfoglaló mintákon (Csányi és mtsai., 2008). 2003-tól az archeogenetikai vizsgálatokat áthelyezték Budapestre a Régészeti Intézet, ahol ezt követően a témában több mint 10 éven át nem történt módszertani és tudományos előrelépés. A Budapesten végzett munkákból 2016 végén jelent meg első publikáció (Csősz és mtsai., 2016), melyben a Tömöry és munkatársai által használt módszerekkel egy nagyobb mintaszámú honfoglalás kori és egy kis mintaszámú avar kori anyag mtDNS haplotípusát közölték.
Időközben egyre több recens magyar mintából készült publikáció látott napvilágot amelyekben mtDNS HVR régióját (Brandstätter és mtsai., 2007; Egyed és mtsai., 2007), Y kromoszómás mikroszatellita lókuszok vizsgálatát (Bíró és mtsai., 2009) közölték. Utóbbi cikk eredményeit a szerzők később felülvizsgálták (Bíró és mtsai., 2015). Ezen vizsgálatok mindegyike megerősítette, hogy a a magyar népesség genetikailag a környező európai népességhez hasonlít, és nincs köze a finnugorokhoz. Emellett intenzíven kutatták a finnugor népekre jellemző Y-kromoszómás Tat-C csoportot alcsoportjainak meglétét a magyar és finnugor populációkban (Fehér és mtsai., 2014), és azt találták, hogy ennek egyik alcsoportja (L1034) kb. 20%-os gyakoriságú a mansik között, és kb. 3%-os gyakoriságúnak mutatkozott a székelyek között, de ugyanez a marker hasonló kis gyakorisággal megtalálható az üzbég, kazak és baskír mintákban is.
Az idézett publikációk tanúsítják, hogy a magyarok genetikai rokonságát napjainkig intenzíven kutatták, és a finnugor rokonság nem nyert megerősítést, és a két népcsoportot legfeljebb egy nagyon vékony genetikai szál kapcsolja össze. Ezeket az eredményeket eddig azzal magyarázták, hogy a honfoglalást követően jelentősen lecserélődött a magyarság génkészlete. A kutatások legnagyobb hiányossága, hogy a régészeti leletek vizsgálata abbamaradt, miközben a szakterületen forradalmi változások mentek végbe, melyek újgenerációs szekvenálással ma már lehetővé teszik a megbízható nagy felbontású genetikai vizsgálatokat is. Másrészt teljesen hiányzik a magyarság népcsoportokra bontott részletes, nagy felbontású genom szintű vizsgálata is. Kutatásaink arra irányulnak, hogy ezt a hiányt pótolják, melynek során elsőként a honfoglalók nagy felbontású mtDNS vizsgálatát végeztük el Szegeden nagyszámú mintán.
A régészeti leletekből kinyert DNS neve az ásatag DNS vagy archaikus DNS (ancient DNA, aDNA), melynek vizsgálata speciális módszereket igényel. A régészeti genetika vagy archeogenetika születése a XX. század végére keltezhető, amikor Higuchi-nak és munkatársainak sikerült egy 150 éve kihalt állatból DNS-t izolálni és megszekvenálni (Higuchi és mtsai., 1984). Később Paabo egy 2400 éves egyiptomi múmiából vont ki aDNS-t (Pääbo, 1985). 2013-ban egy német kutatócsoportnak sikerült egy több mint 300 ezer éves Ursus deningeri (medve) teljes mtDNS genomját rekonstruálni ezzel bizonyítván, hogy megfelelő körülmények között az aDNS sok százezer évig képes megőrződni (Dabney és mtsai., 2013). 2015 novemberében közölték a 110 ezer éves Denisova ember teljes genom szekvenciáját melynek aDNS-ét egyetlen fogból vonták ki (Sawyer és mtsai., 2015).
Az aDNS szekvenciákból világossá vált a neandervölgyi és az anatómiailag modern ember közötti viszony (Juric és mtsai., 2016). Továbbá a neolit kori Európa génkészletének származási történetét is sikerült tisztázni (Brandt és mtsai., 2013; Haak és mtsai., 2010a), majd az indo-európai nyelvcsalád eredetét is sikerült genetikai adatokkal alátámasztani (Haak és mtsai., 2015).
Az élő gerincesek szervezetében a csontok 40%-a víz, míg a szárazanyag szerves-organikus és szervetlen-anorganikus alkotórészekből áll. A csont anorganikus összetevői a szárazanyag tartalom 65%-át teszik ki és nagyrészt kálcium-foszfát, magnézium-foszfát, kálcium-karbonát alkotja. A csontszövet szerves állománya (szárazanyag tartalom 35 %-a) osteocytákból, osteobalstokból, osteoclastokból, és 1-es típusú kollagén-fibrillumokból áll. A csontleletekből származó aDNS legnagyobb mennyiségben a kollagén rostok és kalcium só kristályok közé záródott osteocytákból származik, és megőrződése függ a csont eredeti szerkezetétől valamint a környezeti hatásoktól (hőmérséklet, pH, talajvíz, stb.) (Campos és mtsai., 2012; Salamon és mtsai., 2005).
A fog kevésbé porózus mint a csont, ezért a modern DNS-el és bakteriális DNS-el való szennyeződésének esélye is alacsonyabb (Gilbert és mtsai., 2005). (Adler és mtsai., 2011) kimutatták, hogy a gyökeret körbevevő vékony cement állomány (cementum) mtDNS tartalma ötször magasabb mint a dentiné. A pulpa üreget (pulp cavity) körülvevő dentin gazdag mineralizált odontoblaszt sejtekben. A cementum tömött, elmeszesedő szövet mely a foggyökér egészét beborítja. A dentin-cement határon lévő kis csatornákban mineralizált cementoblast sejtek őrződnek meg. Ezért vizsgálataink során lehetőleg a fog gyökeréből végeztük az aDNA extrakciót, hogy elkerüljük a nagy mennyiségben kálcium-foszfátot tartalmazó fogzománc (enamel) használatát.
A csontból és foggyökérből kinyert DNS kevesebb mint 1%-a endogén eredetű. A legmagasabb endogén DNS tartalommal rendelkező csontszövet a halántékcsont koponyaalapi részén található sziklacsont (pars petrosa) (Pinhasi és mtsai., 2015), ezért az utóbbi években egyre inkább ezt használják DNS forrásként.
A legjelentősebb technikai nehézséget a minták csekély DNS tartalma és a DNS molekulák nagyfokú károsodottsága okozza. Ehhez kapcsolódó problémát jelent a minta modern DNS-el való beszennyezése, amely csak speciális laboratóriumi körülményekkel küszöbölhető ki
A filogenetikai vizsgálatokkal egyértelmű képet tudtunk alkotni a 89 honfoglaló anyai származásáról. A vizsgált honfoglalók eszerint anyai ágon nagyrészt két különböző, jól körvonalazható földrajzi területről származtak: Kelet-Ázsiából, és Észak-Nyugat-Európából, továbbá egy kis részük a Kaukázus régióból, és a Közel-Keletről.
A hivatalosan elfogadott akadémiai álláspont szerint a magyarok finnugor eredetűek, azon belül is legközelebbi nyelvrokonaink a mansik és khantik, akikkel eddig genetikai leszármazási viszonyt is feltételeztek. Épp ezért meglepő, hogy mintáinkban ezek a népcsoportok úgyszólván teljesen hiányoznak (a néhány finn megfelelés minden valószínűség szerint betelepült skandinávoktól származik), mansik legfeljebb elvétve a filogenetikailag távolabb eső oldalágakon jelennek meg, ami az mtDNS leszármazási fán több ezer éves távolságot jelent.
Ezzel szemben a Kelet-Ázsiai minták származási területe pontosan egybevág a Xiongnuk (ázsiai hunok) által egykor uralt területekkel. Történeti források szerint ez a birodalom i.e. 50 körül szakadt ketté egy testvérviszály következtében, és a hunok egy része a mai Mongólia-Kína területén maradt (Csornai, 2007), másik részük nyugatra vándorolt. Ez jól egybevág az ismert archeogenetikai adatokkal, melyek szerint a mai Kazahsztán területén az ázsiai eredetű gének tömeges megjelenése pontosan ekkorra datálható. Mind a mongolok (Akim, 2016), mind egyes kazah törzsek a hunoktól származtatják magukat.
Kínai írott források a Kr. u. 5. század közepéig írnak az ázsiai hunokról, akiket legtöbbször xiongnu-nak emlegetnek (Obrsuánszky, 2016). Ekkor már a hunok eljutottak Európába és megtelepedtek a Kárpát-medencében, és a kétféle hun népet a legtöbb kutató azonosítja (Koch, 2007), de még mindig akadnak akik kételkednek az európai hunok xiongnu eredetében (például orosz: Nikolay Kradin, és néhány magyar kutató: Vásáry István, Fodor István, Sándor Klára). A mi genetikai adataink egyértelműen alátámasztják a Xiongnu-hun azonosságot.
A középkori magyar írott források szerint a “honfoglaló” magyarok őshazája Ázsia, akik testvéri-leszármazási viszonyban álltak a hunokkal. Honfoglalás helyett a magyarok második bejöveteléről számolnak be (Bécsi Képes Krónika, é. n.). IV. László udvarában Kézai Simon a régi dokumentumokból és szóbeli hagyományokból összeszedett információk alapján megörökíti, hogy a nemzetségfők magukat hun származásúnak tartják (Kézai, é. n.). A magyar néphagyomány (monda, népmese) megőrizte a hun-magyar azonosságtudatot. A mongol, kazah, török hagyomány is azt tartja, hogy a magyarok a hunok leszármazottai, és velük rokon nép, akik Belső-Ázsiából jöttek ki. Őseink Belső-Ázsiából a Kárpát-medencébe való jutása előtt mindig nagy kultúrnépek látókörében mozogtak, ennek köszönhetően jelentek meg nyomaik többek között kínai, tibeti, mongol, muszlim, görög írott forrásokban.
A 19. század közepétől a magyar kutatók elsősorban német hatásra a krónikáinkat kompilációnak minősítették (Hunfalvy, 1876), félresöpörve az akkor még létező tudományos ellenvéleményeket. Elsősorban nyelvi alapon a “honfoglalók” származását az obi ugorokra vezették vissza. A magyar nyelvet egyértelműen az obi ugorokból kiszakadt honfoglalókhoz kötik, ami mára nemzetközileg elfogadott tudományos álláspontnak tekinthető.
A genetikai eredmények alapján Árpád népe a kelet-európai sztyeppén maradt vagy oda visszavonuló hunok egyik ága lehetett. Adataink alapján a “honfoglaló elit” magyar vezető réteg hun származása igazoltnak tekinthető, a magyar-hun kapcsolat genetikailag igazolható. Ebből az következik, hogy a néphagyományok és a krónikák valós alapokon állnak, adataikat komolyan kell venni. Tehát a “második bejövetel” is valós alapokon áll (amennyiben az első bejövetelt Attila hunjainak tekintjük), vagyis a magyar etnogenezis nem szűkíthető a “honfoglalókra”, hanem kiterjeszthető legalább az európai hun korig.
A vezető réteg genetikai összetétele arra utal, hogy a hun alapréteg megőrzése mellett nagymértékben integrálták a Kelet-Európában talált germán elemeket, akiknek többsége adataink szerint skandináv-germán eredetű. Ez alapján elsősorban a Ruszok (varégok, vikingek) jönnek számításba, de az ezt támogató régészeti történeti adatok csekélyek és ellentmondásosak (honfoglaló gyanús sírok Svédországban (Birka), Árpád viking testőrsége, Imre herceg a varégok hercege, viking kardok, karperecek honfoglaló sírokban, a ruszok magyarokkal átfedő területei. Anonymus gesztája szerint a Kijevnél legyőzött „oroszok” közül sokan csatlakoztak a magyarokhoz. Egy generáció alatt azonban a vikingek nem válhattak lovas nomáddá, márpedig a vizsgált sírok tökéletes hun-germán genetikai-kultúrális integrációt mutatnak, továbbá nem csatlakozhattak ilyen magas arányban (40%). Írott források inkább a magyar-rusz ellenséges viszonyról számolnak be: Anonymus kijevi háborúja, vagy az Annales Bertiniani 839. évi bejegyzése, miszerint „(A bizánci császár) Küldött még a követekkel bizonyos embereket, akik azt állították, hogy őket, illetve népüket rhusoknak hívják. […] Azt kérte az említett levelében, hogy ameddig a császár jóindulata terjed, legyen lehetőségük és segítségük a birodalmán át való hazatérésre, mivel azokat az utakat, amiken keresztül Constantinopolisba mentek, barbár és különös vadságú, rettenetes népek tartják kézben, nem akarta, hogy ezeken át térjenek haza, nehogy véletlenül veszélybe kerüljenek.”
A történeti adatok alapján legvalószínűbb a germán elem gót származása. Az Attila birodalmába integrált gótok eredetileg is lovas nomádok voltak, és közülük az osztrogótok egy része a források (Jordnes, 2005) szerint a hunokkal együtt vonult keletre a Kárpát-medencéből, az utolsó gótul beszélő ember a 20. században hal meg a Krímben. Az osztrogótok 455-ben még a hunok oldalán harcoltak, a keletre menekült hunokat Attila középső fia, Dengitzik (Csaba) szervezte meg.
A hun és avar uralom alatt az európai hunok és a keleti germánok erős keveredése következett be Szarmáciában, és valószínűleg erre vezethetők vissza Árpád germánjai, ami ismét a hun korhoz kapcsolja a magyar etnogenezist.
A vezérek nagy valószínűséggel alán származásúak. Ez megfelel a krónikákban és a mondai hagyományban fennmaradt hunor-magor történet leányrablásának. Ez valószínűleg azt örökíti meg, amikor a 370-es években a Volgán átkelő hunok szétverték az alánokat, egy részük nyugatra menekült, más részük csatlakozott.