Στην κατεψυγμένη τουνά της Σιβηρίας έφτασε πριν από περίπου 50.000 χρόνια Μαμούθ Το τέλος του κάτω από μυστηριώδεις συνθήκες. Σε δείγματα του δέρματος του ζώου, οι ερευνητές έχουν ανακαλύψει τώρα χρωμοσώματα που έχουν διατηρηθεί στην αρχική διαμόρφωση 3D τους 1- Ένα επίτευγμα που προηγουμένως θεωρήθηκε αδύνατο στην έρευνα DNA με ορυκτό DNA.

Η ομάδα αποκάλυψε επίσης τη χωρική οργάνωση των μορίων DNA του μαμούθ και των ενεργών γονιδίων στο δέρμα του, συμπεριλαμβανομένου ενός γονιδίου που δίνει στο ζώο την χνουδωτή εμφάνισή του. Το έργο έγινε σήμεραΚύτταροΔημοσιεύθηκε.

Η μελέτη είναι η πρώτη που αναφέρει την τρισδιάστατη δομή ενός αρχαίου γονιδιώματος, λέει ο Ludovic Orlando, μοριακός αρχαιολόγος στο Πανεπιστήμιο Paul Sabatier στην Τουλούζη της Γαλλίας, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα. Επειδή η χωρική δομή ενός γονιδιώματος - το πλήρες σύνολο του γενετικού υλικού ενός οργανισμού - παρέχει ενδείξεις για τη γονιδιακή δραστηριότητα, η κατανόηση αυτής της δομής θα μπορούσε να προσφέρει βαθύτερες γνώσεις στη κυτταρική βιολογία του μαμούθ του δέρματος από την απλή εξέταση της αλληλουχίας DNA μόνο του, λέει. "Αυτό το έργο είναι απλά πρωτοφανές."

Καταστροφή με το χρόνο

Πριν από περίπου 40 χρόνια, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα απομεινάρια του DNA θα μπορούσαν να επιβιώσουν σε δείγματα από το μακρινό παρελθόν, συμπεριλαμβανομένου Αιγυπτιακές μούμιες χιλιάδες χρονών. Από τότε έχει γίνει εμφανές ότι το DNA έχει διατηρηθεί σε πολλά αρχαία υπολείμματα.

Καθώς ο χρόνος περνάει, το DNA υποβαθμίζει και υποφέρει χημική βλάβη, έτσι οι ερευνητές είχαν προηγουμένως λάβει μόνο θραύσματα DNA που δεν είχαν συνεκτική δομή, λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Erez Lieberman Aiden, γενετιστής στο Baylor College of Medicine στο Χιούστον του Τέξας. Η ανακατασκευή ενός 3D γονιδιώματος από τέτοια κομμάτια είναι σχεδόν αδύνατη: ένα γονιδίωμα θηλαστικών είναι 30 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερο από ένα τυπικό θραύσμα του αρχαίου DNA, λέει.

Καταπληκτική ανακάλυψη

Η αμφισβήτηση αυτής της υπόθεσης, ο Lieberman Aiden και οι συνάδελφοί του ξεκίνησαν μια εννέα χρόνια αναζήτησης καλά διατηρημένων αρχαίων δειγμάτων και τελικά βρήκαν σχεδόν άθικτα χρωμοσώματα σε δείγματα δέρματος 52,000 ετών από ένα μάλλινο μαμούθ (Mammuthus primigenius), η οποία προήλθε από το παγωμένο της Σιβηρίας. Η ανακάλυψη ήταν "απλά εκπληκτική", λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Cynthia Pérez Estrada, γενετιστής στο 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

Οι ερευνητές ανέλυσαν τη δομή των χρωμοσωμάτων του μαμούθ και αποκάλυψαν την αναδίπλωση του μορίου DNA και την χωρική του οργάνωση στον πυρήνα των κυττάρων - δύο χαρακτηριστικά που καθορίζουν ποια γονίδια ενεργοποιούνται και για πόσο καιρό.

Συγκρίνω Σύγχρονοι ελέφαντες, οι πιο κοντινοί ζωντανοί συγγενείς του μαμούθ, έδειξε όχι μόνο ομοιότητες στον αριθμό και τη δομή του χρωμοσωμάτων, αλλά και τις διαφορές στη δραστηριότητα των γονιδίων που εμπλέκονται στην ανάπτυξη των μαλλιών και στην ψυχρή προσαρμογή.

Αποξηραμένο με κατάψυξη DNA

Οι ερευνητές πρότειναν ότι τα χρωμοσώματα των μαμούθ διατηρήθηκαν σε μια κατάσταση που μοιάζει με γυαλί μέσω μιας διαδικασίας αφυδάτωσης παρόμοια με εκείνη που χρησιμοποιείται για να κάνει το βόειο κρέας. Αυτή η τεχνική έχει ως αποτέλεσμα έναν ιστό στον οποίο τα μόρια DNA είναι σφιχτά συσκευασμένα και ακίνητα.

Τα πειράματα της ομάδας για το λοξοτομημένο βόειο κρέας, το οποίο υποβλήθηκε σε ακραίες δοκιμές, όπως πυροβόλησε με ένα όπλο και τρέχει από ένα αυτοκίνητο, επιβεβαίωσε τη θεωρία των ερευνητών: το τρελό θρυμματισμένο σαν γυαλί, αλλά τα χρωμοσώματα του παρέμειναν άθικτα.

"Σε καμία περίπτωση δεν θα πίστευες ότι το αρχαίο DNA θα διατηρηθεί με τη μορφή του", λέει ο Víctor Moreno Mayar, ειδικός στη γονιδιωματική των αρχαίων πληθυσμών στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. Βλέποντας ότι μπορεί να το κάνει "είναι πραγματικά δροσερό", λέει.

Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η δυνατότητα αποκατάστασης του αρχαίου DNA υπερβαίνει αυτό που προηγουμένως θεωρήθηκε δυνατό, υπό την προϋπόθεση ότι οι συνθήκες είναι ιδανικές, λέει ο Moreno Mayar.

Η προσέγγιση στο χαρτί θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει τους ερευνητές να συγκεντρώσουν ένα πλήρες γονιδίωμα μαμούθ, λέει ο Eriona Hysolli, επικεφαλής των επιστημών ζωής Η Colossal Biosciences, μια εταιρεία βιοτεχνολογίας στο Ντάλας του Τέξας, που εργάζεται για να αναβιώσει το Woolly Mammoth.

Ο Hysolli, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη, λέει ότι ένα πλήρες γονιδίωμα μαμούθ θα μπορούσε να βοηθήσει στην αποκάλυψη χαρακτηριστικών που θα μπορούσαν να είναι σχετικές με το έντονο σχέδιο της εταιρείας - Η δημιουργία ενός υβριδικού ελεφάντων-μαμούθ, που μοιάζει με το εξαφανισμένο ζώο και θα μπορούσε να επανεισαχθεί στο φυσικό του περιβάλλον.