|
Трехмерный геном, извлеченный из шерстистого мамонта
|
|
|
|
Около 52 000 лет назад шкура сибирского шерстистого мамонта была подвергнута воздействию таких холодных условий, что она самопроизвольно подверглась лиофилизации, зафиксировав фрагменты ДНК на своих местах.
|
|
|
|
В исследовании, опубликованном в четверг в журнале Cell, ученые сообщили, что использовали этот замечательный образец для реконструкции генома животного в трех измерениях — прорыв, который может дать новые важные сведения о вымерших видах и даже стимулировать усилия по их возвращению к жизни.
|
|
|
|
До сих пор образцы древней ДНК находили только в виде коротких зашифрованных фрагментов, что серьезно ограничивало объем информации, которую исследователи могли извлечь.
|
|
|
|
"Теперь мы показываем, что, по крайней мере, при некоторых обстоятельствах выживают не только фрагменты этой ДНК, но и они выживают таким образом, что сохраняют первоначальное расположение", - рассказала AFP соавтор исследования Ольга Дудченко, генетик из медицинского колледжа Бейлора.
|
|
|
|
Понимание трехмерной архитектуры генома организма — полного набора его ДНК - имеет решающее значение для определения того, какие гены активны в определенных тканях, для понимания того, почему клетки мозга мыслят, сердца бьются, а иммунные клетки борются с болезнями.
|
|
|
Долгое время предполагалось, что из-за быстрой деградации очень мелких частиц такая информация неизбежно будет утрачена для истории.
|
|
|
|
Но около десяти лет назад международная группа ученых задалась целью найти древний образец, в котором трехмерная структура ДНК осталась нетронутой, так что ее можно было полностью реконструировать с помощью нового аналитического метода.
|
|
|
|
Их поиски привели их к исключительно хорошо сохранившемуся образцу шерстистого мамонта, найденному при раскопках в северо-восточной Сибири в 2018 году.
|
|
|
|
Неизвестно, умерла ли волосатая толстокожая самка с характерной прической в стиле кефали естественной смертью или была убита человеком. Однако, по словам Дудченко, похоже, что древние люди сняли с нее шкуру, оставив ткани вокруг головы, шеи и левого уха нетронутыми.
|
|
Вяленое мясо шерстистого мамонта
|
|
|
|
Команда исследователей выдвигает гипотезу, что кожа охлаждалась и обезвоживалась, переходя в стеклообразное состояние, которое удерживало ее молекулы на месте и сохраняло форму хромосом или нитевидных структур, удерживающих нити ДНК.
|
|
|
|
По сути, они обнаружили кусок вяленого мяса шерстистого мамонта, высушенного сублимацией.
|
|
|
|
Чтобы проверить устойчивость вяленого мяса, они подвергли кусочки вяленой говядины, приготовленные в лаборатории и купленные в магазине, серии тестов, имитирующих повреждения, с которыми древние образцы могли столкнуться на протяжении тысячелетий.
|
|
|
|
"Мы выстрелили в него из дробовика. Мы переехали его машиной. У нас был бывший стартовый питчер "Хьюстон Астрос", который бросил в него быстрый мяч", - сказала Синтия Перес Эстрада, соавтор исследования и научный сотрудник медицинского колледжа Бейлора и Университета Райса.
|
|
|
|
Вяленое мясо распадалось на мелкие кусочки, которые иногда разбивались так же сильно, как оконное стекло. "Но на наноуровне хромосомы оставались целыми и неизменными", - сказал Перес Эстрада в своем заявлении.
|
|
|
|
Одно из важных открытий, сделанных в ходе их исследований, показало, что у мамонтов было 28 пар хромосом. Это открытие совпадает с данными о 28 парах хромосом, обнаруженных у слонов, ближайших родственников мамонтов, "но до этого исследования об этом можно было только догадываться", - сказал Дудченко.
|
|
"Ископаемые хромосомы"
|
|
|
|
Проведенный командой анализ также выявил несколько генов—"кандидатов", которые могут быть ответственны за то, что сделало мамонтов шерстистыми, в том числе ген, отвечающий за длинные и густые ресницы, и другой, связанный с редкими потовыми железами.
|
|
|
|
Эрез Либерман Эйден из медицинского колледжа Бейлора, который был одним из руководителей группы, сказал AFP, что, хотя целью исследователей не было возвращение мамонтов, собранная ими информация может быть использована для таких целей.
|
|
|
|
Японская команда изучает возможность клонирования шерстистых мамонтов, в то время как группа в Соединенных Штатах стремится создать генетически "мамонтизированных" слонов.
|
|
|
|
"96 процентов генов в коже человека находятся в том же состоянии активности, что и у слона", - сказал Эйден, что означает, что ученые, работающие над проблемой вымирания, теперь могут сосредоточиться на оставшихся четырех процентах.
|
|
|
|
Теперь команда надеется, что польза от их исследования выйдет далеко за рамки их специальной выборки и откроет новую главу в палеогенетике, если удастся найти другие подобные "ископаемые хромосомы".
|
|
|
|
Арктическая вечная мерзлота остается многообещающим местом для исследований, и, по словам Дудченко, возможно, что мумификация останков древних цивилизаций в более теплом климате также может сохранить геномные структуры.
|
|
|
|
Источник
|
