Siberi külmunud tundrale saabus umbes 50 000 aastat tagasi Villane mammut tema lõpp salapärastel asjaoludel. Looma nahaproovides on teadlased nüüd avastanud kromosoomid, mis on säilinud nende algses 3D-konfiguratsioonis 1– saavutus, mida varem peeti võimatuks DNA-uuringutes fossiilse DNA-ga.

Töörühm paljastas ka mammuti DNA molekulide ruumilise korralduse ja tema nahas olevad aktiivsed geenid, sealhulgas geeni, mis annab loomale koheva välimuse. Töö sai täna tehtudLahteravaldatud.

Uuring on esimene, mis teatab iidse genoomi 3D-struktuurist, ütleb Prantsusmaal Toulouse'i Paul Sabatieri ülikooli molekulaararheoloog Ludovic Orlando, kes ei osalenud uurimistöös. Kuna genoomi ruumiline struktuur - organismi geneetilise materjali täielik komplekt - annab vihjeid geenide aktiivsuse kohta, võib selle struktuuri mõistmine anda sügavama ülevaate mammutinaha rakubioloogiast kui lihtsalt DNA järjestuse uurimine, ütleb ta. "See töö on lihtsalt enneolematu."

Häving läbi aja

Umbes 40 aastat tagasi avastasid teadlased, et DNA jäänused võivad kaugest minevikust pärit proovides ellu jääda, sealhulgas Egiptuse muumiad on tuhandeid aastaid vanad. Sellest ajast alates on ilmnenud, et DNA on säilinud paljudes iidsetes jäänustes.

Aja möödudes DNA laguneb ja saab keemilisi kahjustusi, nii et teadlased olid varem saanud ainult DNA fragmente, millel polnud ühtset struktuuri, ütleb uuringu kaasautor Erez Lieberman Aiden, Texase Houstonis asuva Baylori meditsiinikolledži geneetik. Ta ütleb, et 3D-genoomi rekonstrueerimine sellistest tükkidest on peaaegu võimatu: imetaja genoom on 30 miljonit korda suurem kui tüüpiline iidse DNA fragment.

Hämmastav avastus

Seda eeldust vaidlustades alustasid Lieberman Aiden ja tema kolleegid üheksa aastat kestnud hästi säilinud iidsete proovide otsimist ja lõpuks leidsid villase mammuti 52 000 aasta vanustest nahaproovidest peaaegu terved kromosoomid (Mammuthus primigenius), mis pärines Siberi igikeltsast. Avastus oli "lihtsalt hingemattev," ütleb uuringu kaasautor Cynthia Pérez Estrada, Baylori meditsiinikolledži geneetik.

The legs of a juvenile female wooly mammoth, with a gloved hand holding a tuft of ginger hair at the foot

Teadlased analüüsisid mammuti kromosoomide struktuuri ning paljastasid DNA molekuli voltimise ja selle ruumilise organiseerituse raku tuumas – kaks tunnust, mis määravad, millised geenid on sisse lülitatud ja kui kauaks.

Võrrelge kaasaegsed elevandid, mammuti lähimad sugulased, ei näidanud mitte ainult kromosoomide arvu ja struktuuri sarnasusi, vaid ka erinevusi juuste kasvu ja külmaga kohanemisega seotud geenide aktiivsuses.

Külmkuivatatud DNA

Uurijad väitsid, et mammuti kromosoomid säilisid klaasitaolises olekus dehüdratsiooniprotsessi kaudu, mis sarnaneb veiseliha tõmbluste valmistamisega. Selle tehnika tulemuseks on kude, milles DNA molekulid on tihedalt pakitud ja liikumatud.

Töörühma katsed külmkuivatatud veiselihatükkidega, mida tehti ekstreemsetes katsetes, näiteks relvaga tulistati ja autoga otsa sõitis, kinnitasid teadlaste teooriat: tõmblus purunes nagu klaas, kuid selle kromosoomid jäid terveks.

"Mitte mingil juhul ei usuks, et [iidne] DNA oma kujul säiliks," ütleb Kopenhaageni ülikooli iidsete populatsioonide genoomika spetsialist Víctor Moreno Mayar, kes ei osalenud uuringus. Nähes, et ta saab sellega hakkama, on väga lahe, ütleb ta.

Tulemused viitavad sellele, et iidse DNA taastamise potentsiaal ületab seda, mida varem võimalikuks peeti, eeldusel, et tingimused on ideaalsed, ütleb Moreno Mayar.

Dokumendis esitatud lähenemisviis võib samuti aidata teadlastel koguda täielikku mammuti genoomi, ütleb Eriona Hysolli, bioteaduste juht Texase osariigis Dallases asuv biotehnoloogiaettevõte Colossal Biosciences, mis töötab villase mammuti taaselustamise nimel.

Hysolli, kes uuringus ei osalenud, ütleb, et täielik mammutigenoom võib aidata paljastada tunnuseid, mis võivad olla olulised ettevõtte julge plaani jaoks. elevandi-mammuti hübriidi loomine, mis meenutab väljasurnud looma ja mida võiks taasasutada oma looduslikku elupaika.