Sur la toundra gelée de Sibérie, il y a environ 50 000 ans, Mammouth laineux sa fin dans des circonstances mystérieuses. Dans des échantillons de peau de l'animal, les chercheurs ont découvert des chromosomes conservés dans leur configuration 3D d'origine. 1– un exploit qui était auparavant considéré comme impossible dans la recherche sur l’ADN fossile.

L'équipe a également révélé l'organisation spatiale des molécules d'ADN du mammouth et les gènes actifs dans sa peau, notamment un gène qui donne à l'animal son aspect pelucheux. Les travaux ont été terminés aujourd'huiCellulepublié.

L'étude est la première à rapporter la structure 3D d'un génome ancien, explique Ludovic Orlando, archéologue moléculaire à l'Université Paul Sabatier de Toulouse, en France, qui n'a pas participé à la recherche. Parce que la structure spatiale d'un génome - l'ensemble complet du matériel génétique d'un organisme - fournit des indices sur l'activité des gènes, comprendre cette structure pourrait fournir des informations plus approfondies sur la biologie cellulaire de la peau de mammouth que le simple examen de la séquence d'ADN seule, dit-il. « Ce travail est tout simplement sans précédent. »

Destruction à travers le temps

Il y a environ 40 ans, des scientifiques ont découvert que des restes d'ADN pouvaient survivre dans des échantillons provenant d'un passé lointain., y compris Momies égyptiennes vieilles de plusieurs milliers d'années. Il est depuis devenu évident que l’ADN a été préservé dans de nombreux vestiges anciens.

Au fil du temps, l'ADN se dégrade et subit des dommages chimiques. Les chercheurs n'avaient donc obtenu auparavant que des fragments d'ADN sans structure cohérente, explique le co-auteur de l'étude, Erez Lieberman Aiden, généticien au Baylor College of Medicine de Houston, au Texas. Reconstruire un génome 3D à partir de tels morceaux est presque impossible : un génome de mammifère est 30 millions de fois plus grand qu'un fragment typique d'ADN ancien, dit-il.

Découverte étonnante

Contestant cette hypothèse, Lieberman Aiden et ses collègues ont commencé une recherche de neuf ans pour trouver des échantillons anciens bien conservés et ont finalement trouvé des chromosomes presque intacts dans des échantillons de peau vieux de 52 000 ans provenant d'un mammouth laineux (Mammuthus primigenius), provenant du pergélisol sibérien. La découverte était « tout simplement époustouflante », déclare Cynthia Pérez Estrada, co-auteure de l’étude et généticienne au Baylor College of Medicine.

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

Les chercheurs ont analysé la structure des chromosomes du mammouth et ont révélé le repliement de la molécule d'ADN et son organisation spatiale dans le noyau cellulaire - deux caractéristiques qui déterminent quels gènes sont activés et pendant combien de temps.

Comparez avec les éléphants modernes, les plus proches parents vivants du mammouth, ont montré non seulement des similitudes dans le nombre et la structure des chromosomes, mais également des différences dans l'activité des gènes impliqués dans la croissance des cheveux et l'adaptation au froid.

ADN lyophilisé

Les chercheurs ont suggéré que les chromosomes du mammouth étaient conservés dans un état semblable à du verre grâce à un processus de déshydratation similaire à celui utilisé pour fabriquer de la viande de bœuf séchée. Cette technique aboutit à un tissu dans lequel les molécules d’ADN sont étroitement emballées et immobiles.

Les expériences de l'équipe sur la viande de bœuf séchée lyophilisée, soumise à des tests extrêmes, comme le fait d'être abattu avec une arme à feu ou écrasée par une voiture, ont confirmé la théorie des chercheurs : la viande de bœuf séchée s'est brisée comme du verre, mais ses chromosomes sont restés intacts.

"En aucun cas vous ne penseriez que l'ADN [ancien] serait préservé sous sa forme", déclare Víctor Moreno Mayar, spécialiste de la génomique des populations anciennes à l'Université de Copenhague, qui n'a pas participé à l'étude. Voir qu’elle peut le faire « c’est vraiment cool », dit-il.

Les résultats suggèrent que le potentiel de restauration de l'ADN ancien va au-delà de ce que l'on pensait auparavant possible, à condition que les conditions soient idéales, explique Moreno Mayar.

L'approche présentée dans l'article pourrait également aider les chercheurs à assembler un génome complet de mammouth, explique Eriona Hysolli, responsable des sciences de la vie à Colossal Biosciences, une société de biotechnologie de Dallas, au Texas, qui travaille à la relance du mammouth laineux.

Hysolli, qui n'a pas participé à l'étude, affirme qu'un génome complet de mammouth pourrait aider à révéler des traits qui pourraient être pertinents pour le plan audacieux de l'entreprise : la création d'un hybride éléphant-mammouth, qui ressemble à l'animal disparu et pourrait être réintroduit dans son habitat naturel.