Na tundra congelada da Sibéria, há cerca de 50.000 anos, chegou Mamute lanoso seu fim em circunstâncias misteriosas. Em amostras de pele do animal, os pesquisadores descobriram agora cromossomos que foram preservados em sua configuração 3D original 1– uma conquista que anteriormente era considerada impossível na investigação de ADN com ADN fóssil.

A equipe também revelou a organização espacial das moléculas de DNA do mamute e dos genes ativos em sua pele, incluindo um gene que dá ao animal sua aparência fofa. O trabalho foi feito hojeCélulapublicado.

O estudo é o primeiro a relatar a estrutura 3D de um genoma antigo, diz Ludovic Orlando, arqueólogo molecular da Universidade Paul Sabatier em Toulouse, França, que não esteve envolvido na investigação. Dado que a estrutura espacial de um genoma – o conjunto completo do material genético de um organismo – fornece pistas sobre a actividade genética, a compreensão desta estrutura poderia fornecer conhecimentos mais profundos sobre a biologia celular da pele do mamute do que simplesmente examinar apenas a sequência de ADN, diz ele. “Este trabalho é simplesmente sem precedentes.”

Destruição através do tempo

Há cerca de 40 anos, os cientistas descobriram que restos de DNA poderiam sobreviver em amostras de um passado distante, incluindo Múmias egípcias com milhares de anos. Desde então, tornou-se evidente que o DNA foi preservado em muitos vestígios antigos.

À medida que o tempo passa, o ADN degrada-se e sofre danos químicos, pelo que os investigadores só tinham obtido anteriormente fragmentos de ADN que não tinham uma estrutura coerente, diz o co-autor do estudo Erez Lieberman Aiden, geneticista do Baylor College of Medicine em Houston, Texas. Reconstruir um genoma 3D a partir dessas peças é quase impossível: o genoma de um mamífero é 30 milhões de vezes maior do que um fragmento típico de DNA antigo, diz ele.

Descoberta incrível

Desafiando esta suposição, Lieberman Aiden e seus colegas iniciaram uma busca de nove anos por amostras antigas bem preservadas e finalmente encontraram cromossomos quase intactos em amostras de pele de um mamute lanoso com 52.000 anos de idade.Mammuthus primigenius), que veio do permafrost siberiano. A descoberta foi “simplesmente de tirar o fôlego”, diz a coautora do estudo Cynthia Pérez Estrada, geneticista do 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

Os pesquisadores analisaram a estrutura dos cromossomos do mamute e revelaram o dobramento da molécula de DNA e sua organização espacial no núcleo da célula – duas características que determinam quais genes são ativados e por quanto tempo.

Compare com elefantes modernos, os parentes vivos mais próximos do mamute, mostraram não apenas semelhanças no número e estrutura dos cromossomos, mas também diferenças na atividade dos genes envolvidos no crescimento do cabelo e na adaptação ao frio.

DNA liofilizado

Os pesquisadores sugeriram que os cromossomos do mamute foram preservados em estado vítreo por meio de um processo de desidratação semelhante ao usado para fazer carne seca. Essa técnica resulta em um tecido no qual as moléculas de DNA estão compactadas e imóveis.

Os experimentos da equipe com carne seca liofilizada, que foi submetida a testes extremos, como ser baleado e atropelado por um carro, confirmaram a teoria dos pesquisadores: a carne seca quebrou como vidro, mas seus cromossomos permaneceram intactos.

“De forma alguma você pensaria que o DNA [antigo] seria preservado em sua forma”, diz Víctor Moreno Mayar, especialista em genômica de populações antigas da Universidade de Copenhague, que não esteve envolvido no estudo. Ver que ela consegue fazer isso “é muito legal”, diz ele.

Os resultados sugerem que o potencial de restauração do DNA antigo vai além do que se pensava ser possível, desde que as condições sejam ideais, diz Moreno Mayar.

A abordagem do artigo também pode ajudar os pesquisadores a montar um genoma completo de mamute, diz Eriona Hysolli, chefe de ciências da vida da Colossal Biosciences, uma empresa de biotecnologia em Dallas, Texas, que está trabalhando para reviver o mamute-lanoso.

Hysolli, que não esteve envolvido no estudo, diz que um genoma completo de mamute poderia ajudar a revelar características que poderiam ser relevantes para o plano ousado da empresa. a criação de um híbrido elefante-mamute, que se assemelha ao animal extinto e poderá ser reintroduzido em seu habitat natural.