Генетическая экспертиза раскрыла подробности о последних мгновениях жизни мамонта 40 000 лет назад
Ученые выяснили правду о смерти сибирского мамонта
Древнейшая секвенированная РНК раскрывает подробности о последних мгновениях жизни мамонта 40 000 лет назад. Ученые извлекли древние молекулы РНК из детеныша мамонта по имени Юка, который умер десятки тысяч лет назад на территории современной Сибири. Эти биологические останки дают представление о последних мгновениях жизни вымершего существа ледникового периода.
РНК была извлечена из мумифицированной ткани ноги, которая тысячелетиями сохранялась в вечной мерзлоте. Это самая старая РНК, которую удалось секвенировать ученым, подчеркивает CNN. Теперь исследователи используют ее, чтобы определить, какие из генов мамонта были активны в момент его смерти.
“Все клетки организма имеют одинаковую ДНК, будь то клетка мозга, печени или мышечная клетка. Итак, то, что отличает эти клетки друг от друга, — это, по сути, РНК, — рассказывает Лав Дален, профессор эволюционной геномики в Центре палеогенетики Стокгольмского университета и Шведского музея естественной истории и старший автор исследования, опубликованного в пятницу в научном журнале Cell. — Речь идет о том, какие гены включаются и выключаются в разных типах клеток”.
ДНК и РНК содержатся во всех живых организмах. ДНК — это жесткий код жизни, в то время как РНК считывает эти генетические инструкции и действует как посредник, помогая клетке создавать белки.
Древняя ДНК может существовать более 1 миллиона лет, и она произвела революцию в понимании учеными прошлого. Однако до недавнего времени считалось, что РНК куда более эфемерна, и пока неясно, сработают ли новые методы исследователей на образцах, которые не так хорошо сохранились, комментирует CNN.
В ходе исследования команда изучила 10 образцов замороженной ткани мамонта, включая мышцы и кожу, в трех из которых были обнаружены фрагменты РНК. Из них только по одному были получены подробные данные секвенирования, которые могли бы показать, как функционировали гены животного до того, как оно оно умерло. Этот образец принадлежал Юке, чье тело было найдено в 2010 году в Ойогосском Яру на северо-востоке Сибири.
В рамках полученных данных исследователи смогли обнаружить молекулы информационной РНК, которые кодируют белки, а также микроРНК, которая регулирует активность генов. Вместе они раскрыли некоторые “биологические процессы, происходившие в клетках этого мамонта непосредственно перед его смертью”, — отмечает Эмилио Рамол Санчес, ведущий автор исследования и научный сотрудник Института глобуса при Копенгагенском университете в Дании.
“Мы предполагаем, что это животное было близко к смерти, и это проявляется в метаболизме мышц”, — рассказывает Рамол Санчес.
Полученные данные свидетельствуют о “преобладании медленно сокращающихся мышечных волокон в ткани мамонта”, отмечается в исследовании, добавляя, что характерной чертой могли быть “последние импульсы” ткани. Например, одним из активных белков был титин, отвечающий за эластичность мышц, а другим — небулин, участвующий в сокращении скелетных мышц.
“Специфичные для мышц микроРНК, которые мы обнаружили в тканях мамонта, являются прямым доказательством того, что в древние времена регуляция генов происходила в реальном времени, — говорится в заявлении соавтора исследования Марка Фридлендера, доцента кафедры молекулярных биологических наук Института Веннера-Грена Стокгольмского университета. — Это первый раз, когда было достигнуто нечто подобное”.
"С биологической точки зрения логично предположить, что мышцы мамонта были активны в момент смерти", — подчеркивает Эрез Либерман Эйден, профессор биохимии и молекулярной биологии медицинского факультета Техасского университета, который не принимал участия в исследовании.
“Вы же не хотите, чтобы первое подобное исследование выявило совершенно шокирующую закономерность, — комментирует Эйден. — Идея о том, что вы можете обнаружить тканеспецифическую экспрессию, весьма впечатляет”.
Дален, который секвенировал ДНК старейшего в мире мамонта, сказал, что методы, разработанные его командой, потенциально могут открыть новое направление научных исследований прошлого.
“Все эти 10 образцов действительно хороши и уникальны, и только три лучших из них сработали, так что, на первый взгляд, это кажется довольно нишевым, — пояснил он. — Я нутром чую, что методы будут совершенствоваться. По всему миру существует множество лабораторий, интересующихся РНК, и я уверен, что мы разработаем гораздо более совершенные методы ее извлечения”.
По словам Далена, этот подход, если его удастся применить более широко, позволит изучить эволюцию древних вирусов, многие из которых существуют только в форме РНК, таких как вирус, вызывающий Covid-19. Секвенируя ДНК древних бактерий, ученые уже смогли изучить генетическое происхождение и эволюцию бактериальных патогенов, таких как чума и сифилис.
Этот подход также может быть применен к усилиям по возрождению вымерших животных в той или иной форме, отмечает Дален, который является научным консультантом техасской биотехнологической компании Colossal Biosciences, целью которой является “воскрешение” мамонта, дронта и тасманийского тигра, в частности, путем редактирования генома их ближайших родственников. Это привело бы к появлению гибридных животных, которые визуально были бы неотличимы от вымерших видов.
“В принципе, методы, используемые здесь, могли бы стать инструментом, который помог бы Colossal и другим ученым определить, какие гены следует редактировать”, — сказал ученый.
Хотя РНК мамонта является самой древней из обнаруженных учеными на сегодняшний день, она не первая. В 2023 году Рамол Санчес возглавил исследование, в ходе которого была секвенирована РНК 130-летнего тасманийского тигра, или тилацина, в Шведском музее естественной истории в Стокгольме.
А в 2019 году команда ученых секвенировала РНК из шкуры 14 300-летнего волка, которая сохранилась в вечной мерзлоте. Ученые также обнаружили РНК в тканях Ледяного человека Этци — мумии возрастом 5300 лет, найденной замороженной в Альпах.
Эйден, который изучал останки мамонтов, сказал, что эта работа стала “значительным шагом вперед”, но пока неясно, будет ли она поворотным моментом в этой области — когда РНК, как и ДНК, станет основным источником информации о вымершем организме. Это все равно что быть гостем на свадьбе, и тебя спрашивают, насколько счастливым будет брак, добавил он. “Об этих моментах сложно судить”, — заключает Эйден.
