uutiset

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Kun monet ajattelevat jääkautta, mieleen tulevat kuvat villamammuteista. Mammutit olivat yksi ikonisimmista olennoista noin 4,8 miljoonasta 10 000 vuoteen sitten. Ilmaston lämpeneminen yhdistettynä sellaisiin tekijöihin kuin hidas kasvu, riittämätön ruoka ja ihmisten ja eläinten metsästys, mammuttien määrä alkoi kuitenkin laskea nopeasti. Nuorten norsujen eloonjäämisaste oli erittäin alhainen, ja lopulta ne kuolivat sukupuuttoon.

Koko mammuttipopulaation häviäminen ennusti jääkauden loppua.

Nyt kansainvälinen tutkimusryhmä on onnistuneesti rekonstruoinut 52 000 vuotta sitten eläneen mammutin genomin ja kolmiulotteisen kromosomirakenteen. Tämä on ensimmäinen kerta, kun tällaista tutkimusta on tehty muinaisten DNA-näytteiden avulla. Tutkimus paljastaa, kuinka mammutin genomi järjestyi soluissa ja kuinka tietyt geenit ilmentyivät ihokudoksessa. Asiaankuuluvat tulokset näkyvät Cell-lehden uuden numeron kannessa.

Tämä ennennäkemätön tutkimus tarkoittaa, että sukupuuttoon kuolleiden olentojen herättäminen henkiin ei ehkä enää ole unelma.

"Pakaskuivatut" kromosomifossiilit ovat arvokkaita

Useimmat muinaiset DNA-näytteet koostuvat hyvin pienistä ja "sotkuisista" DNA-fragmenteista. Eric Lieberman Eden, yhdysvaltalaisen Baylor College of Medicinen genomirakenteen keskuksen johtaja, uskoo, että ihmisen genomin kolmiulotteisen rakenteen kartoituksen perusteella, jos oikea muinainen DNA-näyte löytyy, eli näyte, jonka kolmiulotteinen rakenne on vielä ehjä, on mahdollista. Samaa strategiaa käytettiin muinaisten genomien kokoamiseen.

Tutkimusryhmä testasi kymmeniä näytteitä noin viiden vuoden aikana, mutta edistyminen oli hidasta.

Vuoteen 2018 asti poikkeuksellisen hyvin säilynyt mammutti kaivettiin esiin Koillis-Siperiassa Venäjällä. Mammutti "pakastekuivattiin" pian kuolemansa jälkeen. Koska dehydratoitujen näytteiden ydinrakennetta voidaan säilyttää pitkään, tämä tila mahdollistaa DNA:n säilymisen lasimaisessa tilassa, jolloin vältetään muinaisten DNA-näytteiden hajoamisongelmat menneisyydessä ja annetaan nykyajan ihmisille mahdollisuus nähdä ennennäkemättömät rakenteelliset yksityiskohdat.

"Kivettyneet mammuttikromosomit ovat miljoonia kertoja pidempiä kuin tavalliset muinaiset DNA-fragmentit ja edustavat täysin uudenlaista fossiilityyppiä", Ayden sanoi.

Tämä mammutti odottaa löytävänsä. Ryhmä on innoissaan saavansa käsityksen siitä, kuinka mammutin genomi organisoitui sen elävissä soluissa ja mitkä geenit olivat aktiivisia ihokudoksessa, josta DNA uutettiin. "Kokoaminen" on kuitenkin edelleen ongelma.

3 miljardin palan palapeli, joka on koottava

"Kuvittele, että sinulla on 3 miljardista palasta koostuva palapeli, mutta sinulla ei ole lopullista tuotetta", sanoo Martin Renoum, rakenteellinen genomitieteilijä Barcelonan kansallisesta genetiikka- ja genomisäännöstökeskuksesta, onneksi. Hi-C-tekniikan avulla voit saada likimääräisen kuvan ennen palapelin palasten yhdistämistä." Hi-C on erityinen menetelmä, jota tiimi käyttää rekonstruoidakseen mammutin genomirakennetta. He erottivat DNA:ta ihonäytteistä, jotka otettiin mammutin korvien takaa. Hi-C-teknologian ansiosta he pystyivät havaitsemaan, mitkä DNA:n osat voivat olla lähellä spatiaalista läheisyyttä ja olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa alkuperäisessä tilassaan solun ytimessä.

Sitten he yhdistivät Hi-C-analyysin fyysiset tiedot DNA-sekvensointiin vuorovaikutuksessa olevien DNA-segmenttien tunnistamiseksi ja loivat järjestetyn kartan mammutin genomista käyttämällä mallina nykypäivän norsujen genomia. Analyysi osoitti, että mammuteilla oli 28 kromosomia, sama kuin nykypäivän aasialaisilla ja afrikkalaisilla norsuilla.

Tutkimalla geenien lokeroitumista solun ytimessä, tiimi pystyi tunnistamaan geenit, jotka olivat aktiivisia ja inaktiivisia mammutin ihosoluissa - epigenetiikan tai transkriptomiikan välityspalvelin. Mammutin ihosoluilla on erilaiset geeniaktivaatiomallit kuin niiden lähisukulaisilla, Aasian norsuilla, jotka voivat sisältää geenejä, jotka liittyvät heidän vartalon karvaan ja kylmänsietokykyyn.

Kromosomifossiilit tuovat loputtomasti mahdollisuuksia

Tässä tutkimuksessa käytetty menetelmä perustuu itse asiassa poikkeuksellisen hyvin säilyneeseen fossiiliin – fossiilin säilyttämä muinainen kromosomirakenne on nanomittakaavassa! Mutta tutkimusryhmä on optimistinen, että tätä menetelmää voidaan käyttää myös muiden muinaisten DNA-näytteiden tutkimiseen mammuteista egyptiläisiin muumioihin, mukaan lukien museonäytteitä.

Kromosomifossiileista on epäilemättä tullut uusi voimakas työkalu maapallon elämänhistorian tutkimiseen. Tämä johtuu siitä, että tyypilliset muinaiset DNA-fragmentit ylittävät harvoin 100 emäsparia tai 100 "kirjainta" geneettisestä koodista - mikä on paljon pienempi kuin organismin täydellinen DNA-sekvenssi (joka on usein miljardeja "kirjaimia" pitkä). Sitä vastoin kivettyneet kromosomit voivat kattaa satoja miljoonia geneettisiä "kirjaimia".

"Fossiiliset kromosomit ovat pelin muuttaja", sanoi Olga Dudchenko, molekyyli- ja ihmisgenetiikan apulaisprofessori Baylor College of Medicinen genomirakenteen keskuksesta Yhdysvalloissa, koska "vertaamalla muinaisia ​​DNA-molekyylejä nykyaikaisten lajien DNA-sekvensseihin , on mahdollista löytää geneettisiä muutoksia salasanojen yksittäisissä "kirjaimissa".

Toisin sanoen, ymmärtämällä organismin kromosomien muodon, tiedemiehet voivat koota sukupuuttoon kuolleen organismin koko DNA-sekvenssin ja toteuttaa ideoita, jotka olivat aiemmin mahdottomia.

Mutta toistaiseksi mammutin henkiin herättäminen on vasta alkua.

Sarakeeditori: Qin Hong Tekstieditori: Da Xi Otsikkokuvan lähde: Tu Chong Kuvaeditori: Cao Liyuan

Lähde: Kirjoittaja: Science and Technology Daily