Į užšalusią Sibiro tundrą atkeliavo maždaug prieš 50 000 metų Vilnonis mamutas jo pabaiga paslaptingomis aplinkybėmis. Gyvūno odos mėginiuose mokslininkai dabar atrado chromosomas, kurios buvo išsaugotos pradinėje 3D konfigūracijoje. 1– pasiekimas, kuris anksčiau buvo laikomas neįmanomu DNR tyrimuose su iškastinėmis DNR.

Komanda taip pat atskleidė mamuto DNR molekulių erdvinę struktūrą ir jo odoje esančius aktyvius genus, įskaitant geną, suteikiantį gyvūnui pūkuotą išvaizdą. Darbas buvo atliktas šiandienLąstelėpaskelbta.

Tyrimas yra pirmasis, kuriame pranešama apie 3D senovės genomo struktūrą, sako Ludovic Orlando, molekulinis archeologas iš Paul Sabatier universiteto Tulūzoje (Prancūzija), kuris tyrime nedalyvavo. Kadangi erdvinė genomo struktūra – visas organizmo genetinės medžiagos rinkinys – suteikia užuominų apie genų aktyvumą, šios struktūros supratimas gali suteikti gilesnių įžvalgų apie mamuto odos ląstelių biologiją, nei tiesiog tiriant vien DNR seką, sako jis. „Šis darbas yra tiesiog precedento neturintis.

Sunaikinimas laikui bėgant

Maždaug prieš 40 metų mokslininkai išsiaiškino, kad DNR likučiai gali išlikti mėginiuose iš tolimos praeities., įskaitant Egipto mumijos tūkstančius metų. Nuo tada paaiškėjo, kad DNR buvo išsaugota daugelyje senovės liekanų.

Laikui bėgant DNR degraduoja ir patiria cheminę žalą, todėl mokslininkai anksčiau gaudavo tik DNR fragmentus, kurie neturėjo vientisos struktūros, sako tyrimo bendraautorius Erezas Liebermanas Aidenas, Hiustone, Teksase, Baylor College of Medicine genetikas. Atstatyti 3D genomą iš tokių gabalėlių yra beveik neįmanoma: žinduolių genomas yra 30 milijonų kartų didesnis nei tipiškas senovės DNR fragmentas, sako jis.

Nuostabus atradimas

Užginčydami šią prielaidą, Liebermanas Aidenas ir jo kolegos pradėjo devynerius metus gerai išsilaikiusių senovinių mėginių paieškas ir galiausiai aptiko beveik nepažeistas chromosomas 52 000 metų senumo odos mėginiuose iš vilnonio mamuto (Mammuthus primigenius), kuris atkeliavo iš Sibiro amžinojo įšalo. Atradimas buvo „tiesiog kvapą gniaužiantis“, – sako tyrimo bendraautorė Cynthia Pérez Estrada, Bayloro medicinos koledžo genetikė.

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

Tyrėjai išanalizavo mamuto chromosomų struktūrą ir atskleidė DNR molekulės susilankstymą bei jos erdvinę organizaciją ląstelės branduolyje – dvi ypatybes, kurios lemia, kurie genai yra įjungti ir kiek laiko.

Palyginti su šiuolaikiniai drambliai, artimiausi mamuto giminaičiai, parodė ne tik chromosomų skaičiaus ir struktūros panašumus, bet ir genų, dalyvaujančių plaukų augime ir prisitaikant prie šalčio, aktyvumo skirtumus.

Liofilizuota DNR

Tyrėjai teigė, kad mamuto chromosomos buvo išsaugotos panašios į stiklą dehidratacijos proceso metu, panašaus į tą, kuris naudojamas jautienos trūkčiojimui gaminti. Taikant šį metodą gaunamas audinys, kuriame DNR molekulės yra sandariai supakuotos ir nejudrios.

Grupės eksperimentai su liofilizuotu jautienos skrudintuku, kuris buvo išbandytas ekstremaliais bandymais, pavyzdžiui, buvo nušautas iš ginklo ir pervažiavęs automobilį, patvirtino tyrėjų teoriją: trūkčiojimas subyrėjo kaip stiklas, tačiau jo chromosomos liko nepažeistos.

„Jokiu būdu nemanysite, kad [senovės] DNR bus išsaugota savo forma“, – sako Víctoras Moreno Mayaras, Kopenhagos universiteto senovės populiacijų genomikos specialistas, kuris tyrime nedalyvavo. Matyti, kad ji gali tai padaryti, „labai šaunu“, – sako jis.

Rezultatai rodo, kad senovės DNR atkūrimo potencialas viršija tai, kas buvo manoma anksčiau, jei sąlygos yra idealios, sako Moreno Mayar.

Straipsnyje aprašytas metodas taip pat galėtų padėti tyrėjams surinkti visą mamuto genomą, sako Eriona Hysolli, gyvybės mokslų vadovė. „Colossal Biosciences“, biotechnologijų įmonė Dalase, Teksase, siekianti atgaivinti vilnonį mamutą.

Hysolli, kuris nedalyvavo tyrime, sako, kad pilnas mamuto genomas gali padėti atskleisti bruožus, kurie gali būti svarbūs įmonės drąsiam planui. dramblio ir mamuto hibrido sukūrimas, kuris primena išnykusį gyvūną ir gali būti vėl įvestas į savo natūralią buveinę.