Шерстистый мамонт, обитавший и вымерший почти 40 тысяч лет назад, спустя тысячелетия преподнёс нам сенсационное научное открытие. Группа учёных извлекла древнюю РНК из кожи и мышц мамонта по имени Юка, чьи останки прекрасно сохранились в вечной мерзлоте Сибири. Этот мамонт оказался почти в три раза старше предыдущего рекордсмена — щенка волка, которому 14 300 лет.
Учёные сомневались в успехе, ведь РНК распадается быстрее ДНК. Удивительно, что её фрагменты продержались достаточно долго для секвенирования на протяжении десятков тысяч лет.
РНК открыла новое окно в биологию шерстистого мамонта. С её помощью учёные смогли заглянуть в последние моменты жизни этого древнего животного, жившего во время последнего ледникового периода.
Эмилио Мармоль-Санчес, первый автор статьи, работавший в Стокгольмском университете, объясняет: «С помощью РНК мы можем узнать, какие гены активировались в организме мамонта перед его смертью. Это невозможно сделать, исследуя только ДНК».
Хотя в последние годы были достигнуты значительные успехи в восстановлении древней ДНК, РНК имеет более короткий срок жизни и редко сохраняется в древних останках. Тем не менее, именно РНК может рассказать нам, какие гены активно использовались организмом непосредственно перед его гибелью.
Старший автор статьи, эволюционный генетик Лав Дален из Центра палеогенетики, и его команда предположили, что в некоторых хорошо сохранившихся останках мамонта, найденных в вечной мерзлоте Сибири, могут быть фрагменты древней РНК.
Исследователи собрали образцы тканей десяти мамонтов, секвенировали их и сравнили с геномами человека и слона. Однако только три образца содержали достоверные фрагменты древней РНК, а для двух из них они оказались недостаточно полными для анализа.
Только один мамонт соответствовал этому порогу: Юка, мумифицированный детёныш шерстистого мамонта, живший и умерший 39 000 лет назад. Его обнаружили в вечной мерзлоте Сибири в 2010 году. РНК, извлечённая из его тканей, хоть и была фрагментарной, позволила учёным восстановить картину последних мгновений жизни мамонта.
Анализ показал, что в организме Юки активно работали гены, связанные с сокращением мышц и обменом веществ в стрессовых условиях. Это неудивительно, учитывая, что, по данным исследования 2021 года, мамонт подвергся нападению пещерных львов и, спасаясь, упал в грязевую яму, где и погиб.
В мышечной ткани Юки нашли микроРНК — молекулы, не кодирующие белки. Некоторые из них имели редкие мутации, подтверждая их принадлежность мамонту. «РНК, не кодирующие белки, стали одним из самых интересных наших открытий», — говорит молекулярный биолог Марк Фридлендер из Стокгольмского университета. «Мышечно-специфичные микроРНК, обнаруженные в тканях мамонта, доказывают, что регуляция генов происходила в реальном времени даже тысячи лет назад. Это первый случай, когда удалось достичь такого результата».
Хотя работа была сложной и показала, что сохранение РНК в древних останках — большая редкость, само понимание возможности этого — огромный шаг вперёд. Юка может стать ключом к идеальным условиям для сохранения древней РНК, помогая учёным в дальнейших исследованиях.
«Наши результаты показывают, что молекулы РНК могут сохраняться гораздо дольше, чем считалось ранее», — отмечает Дален. «Это значит, что мы сможем не только изучать, какие гены активировались у вымерших животных, но и секвенировать РНК вирусов, таких как грипп и коронавирусы, которые сохранились в останках ледникового периода».
Федор Шорыгин, переводчик
По материалам журнала Cell