Αρχαιότερο RNA στον κόσμο: Επιστήμονες αποκωδικοποίησαν μόριο από μαλλιαρό μαμούθ 39.000 ετών

Το νεαρό μαμούθ «Γιούκα» αποκαλύπτει μυστικά από την παγωμένη Σιβηρία

Επιστήμονες κατάφεραν για πρώτη φορά να απομονώσουν και να αλληλουχήσουν το αρχαιότερο μόριο RNA που έχει βρεθεί ποτέ, προερχόμενο από ένα νεαρό αρσενικό μαλλιαρό μαμούθ ηλικίας 5 έως 10 ετών, το οποίο έζησε πριν από περίπου 39.000 χρόνια στη Σιβηρία. Το μαμούθ, γνωστό ως «Γιούκα», βρέθηκε το 2010 παγωμένο στον μόνιμο παγετό, προσφέροντας μοναδικό υλικό για έρευνα και ανοίγοντας νέους δρόμους στην παλαιογενετική.

Το RNA είναι ένα μόριο απαραίτητο για τις περισσότερες βιολογικές λειτουργίες και η νέα ανακάλυψη δείχνει ότι μπορεί να διατηρηθεί πολύ περισσότερο απ’ ό,τι πιστευόταν μέχρι σήμερα. Το RNA του μαμούθ αποκάλυψε, μεταξύ άλλων, ποια γονίδια ήταν «ενεργοποιημένα» στους ιστούς του Γιούκα λίγο πριν τον θάνατό του, δείχνοντας ενδείξεις κυτταρικού στρες.

Οι περισσότερες γνώσεις μας για τους προϊστορικούς οργανισισμούς προέρχονται από τα απολιθώματα– τα οποία όμως έχουν σαφή όρια στο τι μπορούν να αποκαλύψουν για τη βιολογία τους. Η δυνατότητα ανάκτησης βιομορίων από αρχαία κατάλοιπα ανοίγει πλέον νέους δρόμους για την κατανόηση αυτών των οργανισμών.

Το νέο αυτό επίτευγμα έρχεται να συμπληρώσει τις πρόσφατες προόδους στη μελέτη αρχαίου DNA– του μορίου που φέρει τις γενετικές οδηγίες όλων των ζωντανών οργανισμών- και των αρχαίων πρωτεϊνών, των μορίων που δομούν και ρυθμίζουν μεγάλο μέρος της κυτταρικής λειτουργίας. Το RNA λειτουργεί ως ο αγγελιοφόρος του γονιδιώματος, ενημερώνοντας τα κύτταρα ποια γονίδια πρέπει να ενεργοποιήσουν ή να απενεργοποιήσουν, πώς και πότε να ρυθμίσουν τη λειτουργία τους και ποιες πρωτεΐνες να παράγουν.

Ο ερευνητής Λόβε Ντάλεν με το μαλλιαρό μαμούθ. (Πηγή: Ian Watts/Stockholm University/PA)

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΑΚΟΜΗ

Θλίψη στο Ηράκλειο: Έφυγε από τη ζωή ο Δημήτρης Πάντος

«Με το RNA μπορείς να δεις τι συνέβαινε πραγματικά μέσα στο κύτταρο ή τον ιστό, σχεδόν σε πραγματικό χρόνο, τις τελευταίες στιγμές της ζωής του οργανισμού», δήλωσε ο Εμίλιο Μάρμολ. γενετιστής, κτηνίατρος και βιοπληροφορικός στο Globe Institute του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Cell.

«Αυτό μας δίνει άμεση πρόσβαση στο λειτουργικό τοπίο του κυτταρικού μεταβολισμού των μαλλιαρών μαμούθ όταν ήταν ζωντανά- κάτι που δεν είναι δυνατό, τουλάχιστον όχι στον βαθμό που το πετυχαίνουμε εδώ, μόνο με DNAή πρωτεΐνες. Προσθέτοντας αυτό το επίπεδο πληροφορίας, αποκτούμε μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα της βιολογίας των μαλλιαρών μαμούθ», πρόσθεσε ο Μάρμολ.

Το RNA είναι πιο ευάλωτο από το DNA και τις πρωτεΐνες. Το αρχαιότερο DNA που έχει ανακτηθεί μέχρι σήμερα προέρχεται από ζώα, φυτά και μικρόβια ηλικίας περίπου 2 εκατομμυρίων ετών από ιζήματα στη Γροιλανδία. Οι αρχαιότερες πρωτεΐνες προέρχονταν από οδοντικά κατάλοιπα ενός ρινόκερου χωρίς κέρατο που έζησε πριν από περίπου 23 εκατομμύρια χρόνια στον Καναδικό Αρκτικό Κύκλο. Μέχρι πρόσφατα, το παλαιότερο RNA που είχε εντοπιστεί ποτέ, προερχόταν από ένα λύκο που έζησε στη Σιβηρία πριν από περίπου 14.000 χρόνια.

«Το βασικό εύρημα της μελέτης είναι ότι μπορούμε να ανακτήσουμε RNA από τόσο παλιά δείγματα. Πρόκειται για μια δυνατότητα που ανοίγει τον δρόμο για πολύ λεπτομερέστερες αναλύσεις προτύπων γονιδιακής έκφρασης στα μεγάλα θηλαστικά της Εποχής των Παγετώνων», δήλωσε ο Λόβε Ντάλεν, γενετιστής και συν-συγγραφέας της μελέτης από το Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης και το Κέντρο Παλαιογενετικής στη Σουηδία.

Ο Γιούκα είχε τραυματιστεί πριν από τον θάνατό του: βαθιές τομές στο δέρμα του μαρτυρούν επίθεση από λιοντάρι των σπηλαίων, ένα είδος συγγενικό του σημερινού αφρικανικού λιονταριού.

«Καμία από τις πληγές δεν ήταν αρκετά σοβαρή ώστε να προκαλέσει τον θάνατο του μαμούθ, επομένως δεν είναι ακόμη ξεκάθαρο τι ακριβώς τον προκάλεσε», δήλωσε ο Ντάλεν.

Οι ερευνητές εντόπισαν RNA μόρια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες σχετικές με τη μυϊκή σύσπαση και τη ρύθμιση του μεταβολισμού υπό συνθήκες στρες- πιθανώς, αλλά όχι απαραίτητα, αποτέλεσμα αυτής της επίθεσης.

Για πολλά χρόνια, οι επιστήμονες πίστευαν ότι το RNA αποδομείται μέσα σε λεπτά ή ώρες μετά τον θάνατο. Ωστόσο, αυτή και άλλες μελέτες δείχνουν ότι υπό ορισμένες συνθήκες μπορεί να διατηρηθεί πολύ περισσότερο. Οι παγωμένες συνθήκες της Σιβηρίας αποδείχθηκαν ιδανικές για τη διατήρησή του.

Το DNA του Γιούκα έχει αλληλουχηθεί και από άλλους ερευνητές. Αν και αρχικά πιστευόταν ότι ήταν θηλυκό, τα γενετικά δεδομένα αποκάλυψαν ότι το μαμούθ, που είχε ύψος περίπου 1,6 μέτρα, ήταν αρσενικό. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι, υπό κατάλληλες συνθήκες, RNA μπορεί να ανακτηθεί και από ακόμη παλαιότερα δείγματα.

«Ελπίζουμε ότι η δουλειά μας θα αναζωπυρώσει το ενδιαφέρον για την αναζήτηση RNA σε άλλα παλαιά κατάλοιπα- όχι απαραίτητα από την Εποχή των Παγετώνων ή από εξαφανισμένα είδη, αλλά και από μεσαιωνικά ή ιστορικά δείγματα, τόσο από εξαφανισμένους όσο και από σύγχρονους οργανισμούς», κατέληξε ο Μάρμολ.

ΠΗΓΗ: Independent