Pe tundra înghețată a Siberiei a sosit acum aproximativ 50.000 de ani Mamut lânos sfârşitul lui în împrejurări misterioase. În mostre de piele a animalului, cercetătorii au descoperit acum cromozomi care au fost păstrați în configurația lor originală 3D. 1– o realizare care anterior era considerată imposibilă în cercetarea ADN-ului cu ADN fosil.

Echipa a dezvăluit, de asemenea, organizarea spațială a moleculelor de ADN ale mamutului și genele active din pielea acestuia, inclusiv o genă care îi conferă animalului aspectul său pufos. Lucrarea a fost făcută astăziCelulăpublicat.

Studiul este primul care raportează structura 3D a unui genom antic, spune Ludovic Orlando, arheolog molecular la Universitatea Paul Sabatier din Toulouse, Franța, care nu a fost implicat în cercetare. Deoarece structura spațială a unui genom - setul complet al materialului genetic al unui organism - oferă indicii despre activitatea genelor, înțelegerea acestei structuri ar putea oferi informații mai profunde asupra biologiei celulare a pielii de mamut decât simpla examinare a secvenței ADN-ului, spune el. „Această lucrare este pur și simplu fără precedent.”

Distrugerea prin timp

Cu aproximativ 40 de ani în urmă, oamenii de știință au descoperit că rămășițele de ADN ar putea supraviețui în mostre din trecutul îndepărtat., inclusiv Mumii egiptene vechi de mii de ani. De atunci a devenit evident că ADN-ul a fost păstrat în multe vestigii antice.

Pe măsură ce trece timpul, ADN-ul se degradează și suferă daune chimice, astfel încât cercetătorii au obținut anterior doar fragmente de ADN care nu aveau o structură coerentă, spune coautorul studiului Erez Lieberman Aiden, genetician la Colegiul de Medicină Baylor din Houston, Texas. Reconstituirea unui genom 3D din astfel de piese este aproape imposibilă: un genom de mamifer este de 30 de milioane de ori mai mare decât un fragment tipic de ADN antic, spune el.

Descoperire uimitoare

Contestând această presupunere, Lieberman Aiden și colegii săi au început o căutare de nouă ani pentru mostre antice bine conservate și, în cele din urmă, au găsit cromozomi aproape intacți în mostre de piele vechi de 52.000 de ani de la un mamut lânos (Mammuthus primigenius), care provenea din permafrostul siberian. Descoperirea a fost „pur și simplu uluitoare”, spune coautorul studiului Cynthia Pérez Estrada, genetician la Colegiul de Medicină Baylor.

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

Cercetătorii au analizat structura cromozomilor mamutului și au dezvăluit plierea moleculei de ADN și organizarea sa spațială în nucleul celulei - două caracteristici care determină ce gene sunt pornite și pentru cât timp.

Compara cu elefanții moderni, cele mai apropiate rude vii ale mamutului, a arătat nu numai asemănări în ceea ce privește numărul și structura cromozomilor, ci și diferențe în activitatea genelor implicate în creșterea părului și adaptarea la frig.

ADN liofilizat

Cercetătorii au sugerat că cromozomii mamut au fost păstrați într-o stare asemănătoare sticlei printr-un proces de deshidratare similar cu cel folosit pentru a face carne de vită. Această tehnică are ca rezultat un țesut în care moleculele de ADN sunt strâns împachetate și imobile.

Experimentele echipei cu carne de vită liofilizată, care a fost supusă unor teste extreme, cum ar fi a fost împușcat cu o armă și a trecut peste de o mașină, au confirmat teoria cercetătorilor: sacadat sa spart ca sticla, dar cromozomii au rămas intacți.

„În niciun fel nu ați crede că ADN-ul [antic] ar fi păstrat în forma sa”, spune Víctor Moreno Mayar, specialist în genomica populațiilor antice la Universitatea din Copenhaga, care nu a fost implicat în studiu. Văzând că poate face asta „este foarte tare”, spune el.

Rezultatele sugerează că potențialul de restaurare a ADN-ului antic depășește ceea ce se credea posibil, cu condiția ca condițiile să fie ideale, spune Moreno Mayar.

Abordarea din lucrare ar putea ajuta, de asemenea, cercetătorii să asambleze un genom complet de mamut, spune Eriona Hysolli, șef al științelor vieții la Colossal Biosciences, o companie de biotehnologie din Dallas, Texas, care lucrează pentru a reînvia mamutul lânos.

Hysolli, care nu a fost implicat în studiu, spune că un genom complet de mamut ar putea ajuta la dezvăluirea trăsăturilor care ar putea fi relevante pentru planul îndrăzneț al companiei - crearea unui hibrid elefant-mamut, care seamănă cu animalul dispărut și ar putea fi reintrodus în habitatul său natural.