Forschern ist ein Durchbruch in der Paläogenomik gelungen: Sie haben erfolgreich RNA-Moleküle aus einem 40.000 Jahre alten Wollhaarmammut extrahiert und sequenziert, das im sibirischen Permafrost konserviert wurde. Dies ist die älteste jemals gefundene RNA, die beispiellose Einblicke in die Biologie ausgestorbener Arten bietet und frühere Annahmen über die Zerbrechlichkeit des Moleküls in Frage stellt.
Paläogenomik neu schreiben
Seit Jahren verlassen sich Wissenschaftler auf DNA-Analysen, um die Genome ausgestorbener Tiere wie Mammuts zu rekonstruieren. Allerdings liefert die DNA nur einen statischen Bauplan. RNA, das Molekül, das zeigt, welche Gene aktiv „angeschaltet“ sind, ist aufgrund ihres schnellen Abbaus nach dem Tod schwer zu fassen. Diese Studie zeigt, dass RNA unter den richtigen Bedingungen Zehntausende von Jahren überleben kann und eröffnet damit neue Grenzen in der Paläogenomik.
Die letzten Momente des Mammuts freischalten
Die in Cell veröffentlichte Forschung konzentrierte sich auf außergewöhnlich gut erhaltenes Muskelgewebe von „Yuka“, einem jungen Mammut, von dem angenommen wird, dass es kurz vor seinem Tod von Höhlenlöwen angegriffen wurde. Durch die Sequenzierung der in diesen Überresten vorhandenen RNA identifizierten Wissenschaftler aktive Gene, die mit Muskelkontraktion, Stoffwechselregulation und Stressreaktion zusammenhängen. Dies liefert eine Momentaufnahme des physiologischen Zustands des Mammuts in seinen letzten Stunden, ein Detaillierungsgrad, der mit der DNA allein nicht zu ermitteln ist.
Jenseits proteinkodierender Gene
Das Team fand nicht nur RNA, die für Proteine kodiert. Sie entdeckten auch microRNAs – kleine, nicht-kodierende RNA-Moleküle, die die Genaktivität regulieren. Diese microRNAs waren der Schlüssel zur Bestätigung des Mammut-Ursprungs der Proben, da sie seltene, für die Art einzigartige Mutationen enthielten. Die Entdeckung dieser regulatorischen RNAs ist von besonderer Bedeutung, da sie zeigt, dass selbst eine komplexe Genregulation über Jahrtausende erhalten bleiben kann.
Implikationen für die zukünftige Forschung
Die Auswirkungen dieses Durchbruchs gehen weit über Mammuts hinaus. Die Fähigkeit, alte RNA wiederherzustellen, öffnet die Tür zur Untersuchung ausgestorbener Viren, einschließlich solcher, die im Permafrost konserviert sind. Die Sequenzierung von RNA-Viren wie Influenza- und Coronaviren aus Überresten der Eiszeit könnte wichtige Einblicke in ihre Entwicklung und ein mögliches Wiederauftreten liefern.
Eine neue Ära in der Paläogenomik
Der Erfolg der Studie zeigt, dass RNA-Moleküle viel länger überleben können als bisher angenommen. Dies bedeutet, dass Wissenschaftler nicht nur untersuchen können, welche Gene bei ausgestorbenen Tieren „angeschaltet“ sind, sondern auch die dynamischen Prozesse der Genregulation in Echtzeit untersuchen können, die in der antiken Geschichte eingefroren sind.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass RNA-Moleküle viel länger überleben können als bisher angenommen. Das bedeutet, dass wir nicht nur untersuchen können, welche Gene bei verschiedenen ausgestorbenen Tieren „angeschaltet“ sind, sondern es wird auch möglich sein, RNA-Viren wie Influenza und Coronaviren zu sequenzieren, die in Überresten der Eiszeit konserviert sind.“ – Love Dalén, Professorin für Evolutionäre Genomik an der Universität Stockholm.
Zukünftige Forschungen werden wahrscheinlich alte RNA mit anderen konservierten Biomolekülen – DNA, Proteinen und mehr – kombinieren, um ein umfassendes Bild ausgestorbenen Lebens zu rekonstruieren. Diese Studie markiert einen entscheidenden Moment, der unser Verständnis der Paläogenomik neu gestaltet und eine neue Ära in der Erforschung der Vergangenheit einleitet
