På den frosne tundra fra Sibirien ankom for omkring 50.000 år siden Uld mammut hans ende under mystiske omstændigheder. I prøver af dyrets hud har forskere nu opdaget kromosomer, der er bevaret i deres originale 3D -konfiguration 1- En præstation, der tidligere blev betragtet som umulig i DNA -forskning med fossil DNA.

Holdet afslørede også den rumlige organisering af mammoths DNA -molekyler og de aktive gener i dets hud, inklusive et gen, der giver dyret sit fluffy udseende. Arbejdet blev udført i dagCelleoffentliggjort.

Undersøgelsen er den første til at rapportere 3D -strukturen af ​​et gammelt genom, siger Ludovic Orlando, en molekylær arkæolog ved Paul Sabatier University i Toulouse, Frankrig, som ikke var involveret i forskningen. Fordi den rumlige struktur af et genom - det komplette sæt af en organisms genetiske materiale - giver ledetråde om genaktivitet, kan forståelse af denne struktur give dybere indsigt i den cellulære biologi af mammuthud end blot at undersøge DNA -sekvensen alene, siger han. ”Dette arbejde er simpelthen hidtil uset.”

Ødelæggelse gennem tiden

For omkring 40 år siden opdagede forskere, at rester af DNA kunne overleve i prøver fra den fjerne fortid inklusive Egyptiske mumier tusinder af år gamle. Det har siden vist sig, at DNA er bevaret i mange gamle rester.

Efterhånden som tiden går, forringer og lider DNA og lider kemisk skade, så forskere havde tidligere kun opnået DNA-fragmenter, der ikke havde nogen sammenhængende struktur, siger studiets medforfatter Erez Lieberman Aiden, en genetiker ved Baylor College of Medicine i Houston, Texas. Det er næsten umuligt at rekonstruere et 3D -genom fra sådanne stykker: et pattedyrs genom er 30 millioner gange større end et typisk fragment af gammelt DNA, siger han.

Fantastisk opdagelse

Udfordrende denne antagelse begyndte Lieberman Aiden og hans kolleger en ni-årig søgning efter velbevarede gamle prøver og fandt til sidst næsten intakte kromosomer i 52.000 år gamle hudprøver fra en uld mammut (Mammutus Primigenius), der kom fra den sibirske permafrost. Opdagelsen var "simpelthen betagende," siger medforfatter Cynthia Pérez Estrada, en genetiker ved 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

Forskerne analyserede strukturen af ​​mammoths kromosomer og afslørede foldningen af ​​DNA -molekylet og dets rumlige organisation i cellekernen - to træk, der bestemmer, hvilke gener der er tændt og hvor længe.

Sammenlign med Moderne elefanter, Mammoths nærmeste levende slægtninge, viste ikke kun ligheder i kromosomantal og struktur, men også forskelle i aktiviteten af ​​gener involveret i hårvækst og kold tilpasning.

Frysetørret DNA

Forskerne foreslog, at de mammutkromosomer blev bevaret i en glaslignende tilstand gennem en dehydreringsproces, der lignede den, der blev brugt til at gøre oksekød. Denne teknik resulterer i et væv, hvor DNA -molekylerne er tæt pakket og immobile.

Holdets eksperimenter med frysetørret oksekød, som blev udsat for ekstreme tests som at blive skudt på med en pistol og kørt af en bil, bekræftede forskere-teorien: Jerky knuste som glas, men dens kromosomer forblev intakte.

”På ingen måde ville du tro, at [det gamle] DNA ville blive bevaret i sin form,” siger Víctor Moreno Mayar, en specialist i genomik af gamle befolkninger ved University of Copenhagen, som ikke var involveret i undersøgelsen. At se, at hun kan gøre det "er virkelig cool," siger han.

Resultaterne antyder, at potentialet for at gendanne gammelt DNA går ud over, hvad der tidligere blev troet, forudsat at forholdene er ideelle, siger Moreno Mayar.

Fremgangsmåden i papiret kan også hjælpe forskere med at samle et komplet mammut genom, siger Eriona Hysolli, leder af livsvidenskaber ved Colossal Biosciences, et bioteknologisk selskab i Dallas, Texas, der arbejder for at genoplive den uldne mammut.

Hysolli, der ikke var involveret i undersøgelsen, siger, at et komplet mammut genom kunne hjælpe med at afsløre træk, der kunne være relevante for virksomhedens dristige plan - Oprettelsen af ​​en elefant-mammoth hybrid, der ligner det uddøde dyr og kunne genindføres i dets naturlige levesteder.