Materiał genetyczny mamuta włochatego pozwoli na sekwencjonowanie najstarszych koronawirusów

Najstarszy materiał genetyczny RNA, należący do mamuta włochatego, udało się zsekwencjonować zespołowi naukowców ze Szwecji. Wyniki badań opublikowano na łamach pisma „Cell”.

Materiał genetyczny mamuta włochatego zsekwencjonowany przez naukowców

.Materiał genetyczny, w tym wypadku RNA, liczy aż 40 tys. lat. Jest to najstarsze RNA mamuta włochatego, które udało się zsekwencjonować. RNA pokazuje, które geny były aktywne w tkankach mamuta. Daje to rzadką okazję do lepszego poznania biologii tego wymarłego zwierzęcia, pochodzącego z Syberii, którego naukowcy nazwali Yuka.

„Dzięki RNA otrzymujemy bezpośrednią informację, które geny były «włączone», przez co mamy wgląd w ostatnią fazę życia mamuta, który żył na ziemi podczas ostatniego zlodowacenia. Jest to informacja, której nie da się pozyskać wyłącznie z DNA” – wyjaśnia główny autor badań, Emilio Marmol. W trakcie prowadzenia badań związany był z Uniwersytetem w Sztokholmie, obecnie pracuje w Globe Institute w Kopenhadze (Dania).

Zrozumienie, jak funkcjonowały i były aktywowane geny wymarłych zwierząt, jest kluczowe dla poznania tych gatunków. Naukowcy od dawna analizowali DNA mamutów, chcąc odtworzyć ich genom. RNA pozostawało jednak w dużej mierze poza ich zasięgiem, ponieważ szybko ulega rozkładowi po śmierci zwierzęcia. „Uzyskaliśmy dostęp do wyjątkowo dobrze zachowanych tkanek mamutów wydobytych z syberyjskiej wiecznej zmarzliny” – opisuje Marmol.

Mamut Yuka ofiarą lwów jaskiniowych

.Jak wyjaśnia, stopniowo przesuwano granice odzyskiwania prehistorycznego DNA. Udawało się w rezultacie pozyskać DNA starsze niż milion lat. „Teraz chcieliśmy sprawdzić, czy możemy rozszerzyć sekwencjonowanie RNA na okres bardziej odległy w czasie niż w poprzednich badaniach” – wyjaśnia członek zespołu, Love Dalen z Uniwersytetu w Sztokholmie.

Spośród ponad 20 000 genów kodujących białka w genomie mamuta, tylko część była aktywna. Zidentyfikowane cząsteczki RNA kodowały białka zaangażowane w skurcz mięśni oraz metaboliczne reakcje na stres. „Znaleźliśmy oznaki stresu komórkowego, co w sumie nie jest zaskakujące, ponieważ wcześniejsze badania sugerowały, że Yuka został zaatakowany tuż przed śmiercią przez lwy jaskiniowe” – wyjaśnia Emilio Marmol. Naukowcy odkryli także liczne cząsteczki RNA uczestniczące w regulacji aktywności genów w mięśniach mamuta.

„Wyniki naszych badań dowodzą, że cząsteczki RNA mogą przetrwać znacznie dłużej, niż wcześniej sądzono. Oznacza to, że nie tylko będziemy mogli badać, które geny były aktywne u wymarłych zwierząt, ale możliwe będzie sekwencjonowanie wirusów RNA, takich jak wirus grypy czy koronawirusy, które zachowały się w szczątkach z epoki lodowcowej” – podsumowuje Love Dalen.

Nagroda Nobla dla twórcy paleogenomiki

.Niewielu współczesnych naukowców może się pochwalić odkryciem nowego gatunku człowieka, opisaniem sekwencji jego genomu na podstawie kilku fragmentów kostnych znalezionych w jaskiniowych osadach oraz wykazaniem u ludzi współczesnych domieszki sekwencji genetycznej wymarłych gatunków człowieka – pisze prof. Marek SANAK

Svante Pääbo urodził się w Sztokholmie w 1955 roku, nosi nazwisko matki, estońskiej chemiczki Karin Pääbo. Ojcem Svante był Sune Bergström, zmarły w 2004 roku laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny. Wraz z Bengtem Samuelssonem i Johnem Vane’em Sune Bergström otrzymał Nagrodę Nobla w 1982 roku za odkrycia biosyntezy prostaglandyn i innych pokrewnych mediatorów biologicznych. Pääbo studiował na Uniwersytecie Uppsali, początkowo nauki humanistyczne, następnie egiptologię i medycynę. Pracę doktorską obronił na Wydziale Badań Komórkowych Uniwersytetu w Uppsali z immunologii zakażenia adenowirusem.

Po doktoracie od 1986 roku pracował w Instytucie Biologii Molekularnej Uniwersytetu w Zurichu, a następnie na Wydziale Biochemii Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Prowadził tam pod kierunkiem Allana Wilsona badania biochemiczne i molekularne nad ewolucją gatunków. W tym czasie Wilson, na podstawie badania wariantów mitochondrialnego DNA człowieka, zaproponował teorię afrykańskiego pochodzenia gatunku ludzkiego, znaną jako „Pożegnanie z Afryką”.

Pääbo wrócił do Europy w 1990 roku, by prowadzić Zakład Biologii Uniwersytetu Ludwika Maksymiliana w Monachium. W roku 1997 przeniósł się do Lipska, gdzie kieruje Zakładem Genetyki Instytutu Ewolucyjnej Antropologii Instytutu Maxa Plancka. Pierwsza głośna publikacja Pääbo ukazała się jeszcze podczas jego studiów doktorskich. Jako nastolatek zwiedzał z matką Egipt i zafascynował się archeologią. Z egzemplarza egipskiej mumii, przechowywanej w kolekcji Muzeum Gustavianum w Uppsali, pobrał fragment skóry i wykazał obecność w nim jąder komórkowych warstwy ziarnistej naskórka, a następnie wyizolował i klonował fragmenty DNA zmarłego przed czterema tysiącami lat Egipcjanina. Praca ta ukazała się w czasopiśmie „Nature” w 1985 roku.

.Pääbo odczytał sekwencję genomu mitochondrialnego Neandertalczyka w 1997 roku, również posługując się muzealnymi fragmentami kostnymi. Wykorzystując swoje oryginalne techniki pozwalające na oddzielenie genetycznego zanieczyszczenia pochodzenia bakteryjnego, stanowiącego ponad 99 proc. DNA izolowanego z archeologicznych artefaktów kostnych, przystąpił do analizy genomu jądrowego Neandertalczyka. Gram tkanki kostnej zawiera jedną milionową (mikrogram) DNA genomowego. W szczątkach kostnych wydobytych ze stanowisk archeologicznych ilość DNA jądrowego jest co najmniej 10 tysięcy razy mniejsza i jest mierzona w pikogramach. Takie DNA jest silnie pofragmentowane, średnia wielkość fragmentu nie przekracza 120 par nukleotydowych, podczas gdy długość pojedynczej cząsteczki DNA w jądrze komórki człowieka wynosi od 60 do 260 milionów par nukleotydowych. Dodatkowo DNA ulega uszkodzeniom chemicznym, powodującym chemiczną modyfikację nukleotydów, np. deaminację lub ich całkowitą utratę (depurynację).

LINK DO TEKSTU: https://wszystkoconajwazniejsze.pl/pepites/szczatki-dinozaurow-odnajduja-drony-i-sztuczna-inteligencja/

PAP/MJ