Szibéria befagyott tundrájára körülbelül 50 000 évvel ezelőtt érkezett Gyapjas mamut a végét rejtélyes körülmények között. Az állat bőrének mintáiban a kutatók olyan kromoszómákat fedeztek fel, amelyek eredeti 3D konfigurációjukban maradtak meg. 1– a fosszilis DNS-sel végzett DNS-kutatásban korábban lehetetlennek tartott eredmény.

A csapat feltárta a mamut DNS-molekuláinak térbeli szerveződését és a bőrében lévő aktív géneket is, köztük egy gént, amely az állat bolyhos megjelenését adja. A munka ma megtörténtSejtközzétett.

A tanulmány az első, amely egy ősi genom 3D-s szerkezetéről számol be – mondja Ludovic Orlando, a francia toulouse-i Paul Sabatier Egyetem molekuláris régésze, aki nem vett részt a kutatásban. Mivel a genom térbeli szerkezete – a szervezet genetikai anyagának teljes halmaza – támpontokat ad a génaktivitásról, ennek a szerkezetnek a megértése mélyebb betekintést nyújthat a mamutbőr sejtbiológiájába, mint pusztán a DNS-szekvencia vizsgálata – mondja. "Ez a munka egyszerűen példátlan."

Pusztulás az idők során

Körülbelül 40 évvel ezelőtt a tudósok felfedezték, hogy a DNS-maradványok fennmaradhatnak a távoli múltból származó mintákban, beleértve Több ezer éves egyiptomi múmiák. Azóta nyilvánvalóvá vált, hogy a DNS-t számos ősi maradvány őrizte meg.

Az idő múlásával a DNS lebomlik és kémiai károsodást szenved, így a kutatók korábban csak olyan DNS-fragmenseket szereztek, amelyeknek nem volt koherens szerkezetük – mondja Erez Lieberman Aiden, a tanulmány társszerzője, a texasi houstoni Baylor College of Medicine genetikusa. Szinte lehetetlen 3D genomot rekonstruálni ilyen darabokból: az emlős genom 30 milliószor nagyobb, mint az ősi DNS tipikus töredéke, mondja.

Csodálatos felfedezés

Megkérdőjelezve ezt a feltevést, Lieberman Aiden és kollégái kilenc évig tartó kutatásba kezdtek jól megőrzött ősi minták után, és végül egy gyapjas mamut 52 000 éves bőrmintáiban találtak csaknem érintetlen kromoszómákat (Mammuthus primigenius), amely a szibériai örökfagyból származott. A felfedezés „egyszerűen lélegzetelállító” volt – mondja Cynthia Pérez Estrada, a tanulmány társszerzője, a Baylor College of Medicine genetikusa.

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

A kutatók elemezték a mamut kromoszómáinak szerkezetét, és feltárták a DNS-molekula feltekeredését és térbeli szerveződését a sejtmagban – ez két jellemző határozza meg, hogy mely gének kapcsolódnak be és mennyi ideig.

Hasonlítsa össze modern elefántok, a mamut legközelebbi élő rokonai, nemcsak a kromoszómaszámban és -szerkezetben mutatott hasonlóságot, hanem a hajnövekedésben és a hidegadaptációban részt vevő gének aktivitásában is különbségeket mutatott.

Fagyasztva szárított DNS

A kutatók azt sugallták, hogy a mamut kromoszómáit üvegszerű állapotban őrizték meg a marhahús készítéséhez hasonló dehidratációs folyamat révén. Ez a technika olyan szövetet eredményez, amelyben a DNS-molekulák szorosan össze vannak csomagolva és mozdulatlanok.

A csapat kísérletei fagyasztva szárított marhahússal, amelyet extrém teszteknek vetettek alá, például fegyverrel lőtték rá, és egy autó elütötte, megerősítették a kutatók elméletét: a rántással összetört, mint az üveg, de kromoszómái érintetlenek maradtak.

„Semmiképpen sem gondolná, hogy az [ősi] DNS megmarad a formájában” – mondja Víctor Moreno Mayar, a Koppenhágai Egyetem ősi populációk genomikájának szakértője, aki nem vett részt a tanulmányban. Látni, hogy képes rá, „nagyon klassz” – mondja.

Az eredmények arra utalnak, hogy az ősi DNS helyreállításának lehetősége meghaladja azt, amit korábban lehetségesnek hittek, feltéve, hogy a körülmények ideálisak – mondja Moreno Mayar.

A tanulmányban szereplő megközelítés abban is segíthet a kutatóknak, hogy egy teljes mamut genomot állítsanak össze, mondja Eriona Hysolli, az élettudományokért felelős vezetője. A Colossal Biosciences, a texasi dallasi biotechnológiai vállalat a gyapjas mamut újjáélesztésén dolgozik.

Hysolli, aki nem vett részt a tanulmányban, azt állítja, hogy egy teljes mamut genom segíthet felfedni azokat a tulajdonságokat, amelyek relevánsak lehetnek a vállalat merész tervében. elefánt-mammut hibrid létrehozása, amely a kihalt állatra hasonlít, és újra betelepíthető természetes élőhelyére.