Naukowcy dokonali przełomu w paleogenomice: pomyślnie wyekstrahowali i zsekwencjonowali cząsteczki RNA z mamuta włochatego liczącego 40 000 lat, zachowanego w wiecznej zmarzlinie syberyjskiej. Jest to najstarszy odzyskany RNA, oferujący bezprecedensowy wgląd w biologię wymarłych gatunków i podważający wcześniejsze założenia dotyczące kruchości cząsteczki.
Przepisanie paleogenomiki
Przez lata naukowcy polegali na analizie DNA w celu rekonstrukcji genomów wymarłych zwierząt, takich jak mamuty. Jednakże DNA zapewnia jedynie statyczny plan. RNA, cząsteczka pokazująca, które geny są aktywnie „włączane”, pozostaje nieuchwytna ze względu na szybki rozkład po śmierci. Badanie to pokazuje, że RNA może przetrwać w odpowiednich warunkach dziesiątki tysięcy lat, otwierając nowe granice w paleogenomice.
Ujawnianie ostatnich chwil Mamuta
Badanie, opublikowane w czasopiśmie Cell, skupiało się na wyjątkowo dobrze zachowanej tkance mięśniowej „Yuki”, młodego mamuta, który prawdopodobnie został zaatakowany przez lwy jaskiniowe na krótko przed śmiercią. Sekwencjonując RNA obecny w tych szczątkach, naukowcy zidentyfikowali aktywne geny związane ze skurczem mięśni, regulacją metabolizmu i reakcją na stres. Zapewnia to migawkę stanu fizjologicznego mamuta w ostatnich godzinach jego życia, co stanowi poziom szczegółowości niedostępny w przypadku samego DNA.
Poza genami kodującymi białka
Zespół odkrył coś więcej niż tylko RNA kodujący białka. Odkryli także mikroRNA, małe niekodujące cząsteczki RNA, które regulują aktywność genów. Te mikroRNA odegrały kluczową rolę w potwierdzeniu mamutowego pochodzenia próbek, ponieważ zawierały rzadkie mutacje unikalne dla tego gatunku. Odkrycie tych regulatorowych RNA jest szczególnie ważne, ponieważ pokazuje, że nawet złożona regulacja genów może utrzymywać się przez tysiące lat.
Implikacje dla przyszłych badań
Konsekwencje tego przełomu wykraczają daleko poza mamuty. Możliwość rekonstrukcji starożytnego RNA otwiera drzwi do badania wymarłych wirusów, w tym tych zachowanych w wiecznej zmarzlinie. Sekwencjonowanie wirusów RNA, takich jak grypa i koronawirusy, ze szczątków epoki lodowcowej może dostarczyć ważnych wskazówek na temat ich ewolucji i możliwego ponownego pojawienia się.
Nowa era w paleogenomice
Sukces badania pokazuje, że cząsteczki RNA mogą przetrwać znacznie dłużej, niż wcześniej sądzono. Oznacza to, że naukowcy będą mogli nie tylko badać, które geny są „włączone” u wymarłych zwierząt, ale także badać dynamiczne procesy regulacji genów w czasie rzeczywistym, zamrożone w historii starożytnej.
“Nasze wyniki pokazują, że cząsteczki RNA mogą przetrwać znacznie dłużej, niż wcześniej sądzono. Oznacza to, że nie tylko będziemy w stanie zbadać, które geny są “włączone” u różnych wymarłych zwierząt, ale także możliwe będzie sekwencjonowanie wirusów RNA, takich jak grypa i koronawirusy, zachowanych w pozostałościach epoki lodowcowej.” – Lav Dahlen, profesor genomiki ewolucyjnej na Uniwersytecie w Sztokholmie.
Przyszłe badania prawdopodobnie połączą starożytny RNA z innymi zachowanymi biomolekułami – DNA, białkami i nie tylko – aby zrekonstruować kompleksowy obraz wymarłego życia. Badanie to stanowi punkt zwrotny, zmieniający nasze rozumienie paleogenomiki i rozpoczynający nową erę w badaniu przeszłości.
