Suche
Mein Konto
Na zmrznjeno tundro Sibirije je prišel pred približno 50.000 leti Volnati mamut njegov konec v skrivnostnih okoliščinah. V vzorcih živalske kože so raziskovalci zdaj odkrili kromosome, ki so ohranjeni v prvotni 3D konfiguraciji 1– dosežek, ki je prej veljal za nemogoče pri raziskavah DNK s fosilno DNK.
Ekipa je razkrila tudi prostorsko organizacijo mamutovih molekul DNK in aktivnih genov v njegovi koži, vključno z genom, ki daje živali puhast videz. Delo je bilo opravljeno danesCelicaobjavljeno.
Študija je prva, ki poroča o 3D strukturi starodavnega genoma, pravi Ludovic Orlando, molekularni arheolog na Univerzi Paul Sabatier v Toulousu v Franciji, ki ni bil vključen v raziskavo. Ker prostorska struktura genoma – celoten nabor genetskega materiala organizma – daje namige o genski aktivnosti, bi razumevanje te strukture lahko zagotovilo globlji vpogled v celično biologijo mamutove kože kot preprosto preučevanje samo zaporedja DNK, pravi. "To delo je preprosto brez primere."
Uničenje skozi čas
Pred približno 40 leti so znanstveniki odkrili, da lahko ostanki DNK preživijo v vzorcih iz daljne preteklosti, vključno z Egipčanske mumije stare več tisoč let. Od takrat je postalo očitno, da se je DNK ohranila v številnih starodavnih ostankih.
Sčasoma se DNK razgradi in utrpi kemične poškodbe, zato so raziskovalci prej pridobili le fragmente DNK, ki niso imeli koherentne strukture, pravi soavtor študije Erez Lieberman Aiden, genetik na Baylor College of Medicine v Houstonu v Teksasu. Rekonstrukcija 3D-genoma iz takšnih kosov je skoraj nemogoča: genom sesalcev je 30-milijonkrat večji od tipičnega fragmenta starodavne DNK, pravi.
Neverjetno odkritje
Lieberman Aiden in njegovi kolegi so izpodbijali to predpostavko in začeli devetletno iskanje dobro ohranjenih starodavnih vzorcev in nazadnje našli skoraj nedotaknjene kromosome v 52.000 let starih vzorcih kože volnatega mamuta (Mammuthus primigenius), ki je prišel iz sibirskega permafrosta. Odkritje je bilo "preprosto osupljivo," pravi soavtorica študije Cynthia Pérez Estrada, genetičarka na Medicinski fakulteti Baylor.
Raziskovalci so analizirali strukturo mamutovih kromosomov in razkrili zvijanje molekule DNK in njeno prostorsko organizacijo v celičnem jedru – dve značilnosti, ki določata, kateri geni so vklopljeni in kako dolgo.
Primerjaj z sodobnih slonov, mamutovih najbližjih živečih sorodnikov, ni pokazala le podobnosti v številu in strukturi kromosomov, ampak tudi razlike v aktivnosti genov, ki sodelujejo pri rasti las in prilagajanju na mraz.
Liofilizirana DNK
Raziskovalci so domnevali, da so se kromosomi mamuta ohranili v steklenem stanju s postopkom dehidracije, podobnim tistemu, ki se uporablja za pripravo govejega jeka. Rezultat te tehnike je tkivo, v katerem so molekule DNK tesno zapakirane in nepremične.
Eksperimenti ekipe na liofiliziranem sušenem govejem jekeju, ki je bil podvržen ekstremnim preizkušnjam, kot sta na primer streljanje s pištolo in povozitev avtomobila, so potrdili teorijo raziskovalcev: sušeni meh se je razbil kot steklo, vendar so njegovi kromosomi ostali nedotaknjeni.
"Nikakor si ne bi mislili, da bi se [starodavna] DNK ohranila v svoji obliki," pravi Víctor Moreno Mayar, specialist za genomiko starodavnih populacij na Univerzi v Kopenhagnu, ki ni bil vključen v študijo. Videti, da zmore to, je "res kul," pravi.
Rezultati kažejo, da potencial za obnovo starodavne DNK presega tisto, kar se je prej mislilo, da je mogoče, če so pogoji idealni, pravi Moreno Mayar.
Pristop v članku bi lahko raziskovalcem pomagal tudi pri sestavljanju celotnega genoma mamuta, pravi Eriona Hysolli, vodja znanosti o življenju pri Colossal Biosciences, biotehnološko podjetje iz Dallasa v Teksasu, ki si prizadeva oživiti volnatega mamuta.
Hysolli, ki ni bil vključen v študijo, pravi, da bi lahko celoten genom mamuta pomagal razkriti lastnosti, ki bi lahko bile pomembne za drzen načrt podjetja – ustvarjanje hibrida slona in mamuta, ki je podobna izumrli živali in bi jo lahko ponovno naselili v njen naravni habitat.