Asi pred 50 000 rokmi dorazila na zamrznutú tundru Sibír Vlnený mamut jeho koniec za záhadných okolností. Vo vzorkách kože zvieraťa vedci teraz objavili chromozómy, ktoré sa zachovali v pôvodnej 3D konfigurácii. 1– úspech, ktorý sa predtým považoval za nemožný vo výskume DNA s fosílnou DNA.

Tím tiež odhalil priestorové usporiadanie molekúl DNA mamuta a aktívnych génov v jeho koži, vrátane génu, ktorý dáva zvieraťu nadýchaný vzhľad. Práca bola vykonaná dnesCellzverejnené.

Štúdia je prvou, ktorá uvádza 3D štruktúru starovekého genómu, hovorí Ludovic Orlando, molekulárny archeológ z Univerzity Paula Sabatiera v Toulouse vo Francúzsku, ktorý sa na výskume nezúčastnil. Pretože priestorová štruktúra genómu - kompletný súbor genetického materiálu organizmu - poskytuje kľúče o génovej aktivite, pochopenie tejto štruktúry by mohlo poskytnúť hlbší pohľad na bunkovú biológiu mamutej kože, než len samotné skúmanie sekvencie DNA, hovorí. "Táto práca je jednoducho bezprecedentná."

Zničenie v priebehu času

Asi pred 40 rokmi vedci zistili, že vo vzorkách z dávnej minulosti môžu prežiť zvyšky DNA vrátane Egyptské múmie staré tisíce rokov. Odvtedy sa ukázalo, že DNA sa zachovala v mnohých starovekých pozostatkoch.

Ako čas plynie, DNA degraduje a podlieha chemickému poškodeniu, takže vedci predtým získali iba fragmenty DNA, ktoré nemali koherentnú štruktúru, hovorí spoluautor štúdie Erez Lieberman Aiden, genetik z Baylor College of Medicine v Houstone v Texase. Rekonštrukcia 3D genómu z takýchto kúskov je takmer nemožná: cicavčí genóm je 30 miliónov krát väčší ako typický fragment starodávnej DNA, hovorí.

Úžasný objav

Lieberman Aiden a jeho kolegovia spochybnili tento predpoklad a začali deväťročné hľadanie dobre zachovaných starovekých vzoriek a nakoniec našli takmer neporušené chromozómy v 52 000-ročných vzorkách kože mamuta srstnatého (Mammuthus primigenius), ktorý pochádza zo sibírskeho permafrostu. Tento objav bol „jednoducho úchvatný,“ hovorí spoluautorka štúdie Cynthia Pérez Estrada, genetička z 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

Vedci analyzovali štruktúru mamutích chromozómov a odhalili skladanie molekuly DNA a jej priestorové usporiadanie v bunkovom jadre – dve vlastnosti, ktoré určujú, ktoré gény sú zapnuté a na ako dlho.

Porovnajte s moderné slony, najbližší žijúci príbuzní mamuta ukázali nielen podobnosti v počte a štruktúre chromozómov, ale aj rozdiely v aktivite génov zapojených do rastu vlasov a adaptácie na chlad.

Lyofilizovaná DNA

Vedci navrhli, že mamutie chromozómy sa zachovali v sklenom stave prostredníctvom procesu dehydratácie, ktorý je podobný tomu, ktorý sa používa pri príprave hovädzieho mäsa. Výsledkom tejto techniky je tkanivo, v ktorom sú molekuly DNA pevne zbalené a nepohyblivé.

Experimenty tímu s mrazom sušeným hovädzím trhaným mäsom, ktoré bolo podrobené extrémnym testom, ako je streľba z pištole a prejdenie autom, potvrdili teóriu výskumníkov: Trhlina sa rozbila ako sklo, ale jej chromozómy zostali nedotknuté.

„V žiadnom prípade by ste si nemysleli, že [staroveká] DNA by sa zachovala vo svojej podobe,“ hovorí Víctor Moreno Mayar, špecialista na genomiku starovekých populácií na Kodanskej univerzite, ktorý sa na štúdii nezúčastnil. Vidieť, že to dokáže, „je naozaj skvelé,“ hovorí.

Výsledky naznačujú, že potenciál na obnovenie starodávnej DNA presahuje to, čo sa predtým považovalo za možné, za predpokladu, že podmienky sú ideálne, hovorí Moreno Mayar.

Prístup v článku by tiež mohol pomôcť výskumníkom zostaviť kompletný genóm mamuta, hovorí Eriona Hysolli, vedúca biologických vied v Colossal Biosciences, biotechnologická spoločnosť v Dallase v Texase, ktorá sa snaží oživiť vlneného mamuta..

Hysolli, ktorý sa na štúdii nezúčastnil, hovorí, že kompletný mamutí genóm by mohol pomôcť odhaliť vlastnosti, ktoré by mohli byť relevantné pre odvážny plán spoločnosti - vytvorenie hybridu slona a mamuta, ktorý sa podobá na vyhynuté zviera a mohol by byť znovu zavedený do jeho prirodzeného prostredia.