berita

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Ketika banyak orang memikirkan Zaman Es, gambaran mammoth berbulu akan terlintas di benak mereka. Mammoth adalah salah satu makhluk paling ikonik pada periode sekitar 4,8 juta hingga 10.000 tahun yang lalu. Namun, seiring dengan pemanasan iklim, ditambah dengan faktor-faktor seperti pertumbuhan yang lambat, makanan yang tidak mencukupi, dan perburuan yang dilakukan manusia dan hewan, jumlah mamut mulai berkurang dengan cepat. Tingkat kelangsungan hidup gajah muda menjadi sangat rendah, dan akhirnya punah.

Punahnya seluruh populasi mamut menandai berakhirnya zaman es.

Kini, tim peneliti internasional telah berhasil merekonstruksi genom dan struktur kromosom tiga dimensi mamut yang hidup 52.000 tahun lalu. Ini adalah pertama kalinya penelitian serupa dilakukan menggunakan sampel DNA purba. Studi ini mengungkapkan bagaimana genom mamut diatur dalam sel dan bagaimana gen spesifik diekspresikan dalam jaringan kulit. Hasil yang relevan muncul di sampul majalah Cell edisi baru.

Penelitian yang belum pernah terjadi sebelumnya ini berarti bahwa menghidupkan kembali makhluk yang punah mungkin bukan lagi sebuah mimpi.

Fosil kromosom yang "dikeringkan beku" sangatlah berharga

Kebanyakan spesimen DNA purba terdiri dari fragmen DNA yang sangat kecil dan "berantakan". Eric Lieberman Eden, direktur Pusat Struktur Genom di Baylor College of Medicine di Amerika Serikat, percaya bahwa berdasarkan pemetaan struktur tiga dimensi genom manusia, jika sampel DNA purba yang benar dapat ditemukan, yaitu sampel yang struktur tiga dimensinya masih utuh, kemungkinan besar Strategi yang sama digunakan untuk merakit genom purba.

Tim peneliti menguji lusinan sampel selama sekitar lima tahun, namun kemajuannya masih lambat.

Hingga tahun 2018, seekor mamut yang sangat terpelihara dengan baik ditemukan di timur laut Siberia, Rusia. Mammoth itu "dikeringkan beku" tak lama setelah kematiannya. Karena struktur inti dalam sampel yang mengalami dehidrasi dapat dipertahankan untuk waktu yang lama, kondisi ini memungkinkan DNA dipertahankan dalam keadaan seperti kaca, menghindari masalah degradasi sampel DNA purba di masa lalu dan memungkinkan orang saat ini melihat detail struktur yang belum pernah terjadi sebelumnya.

“Fosil kromosom mammoth jutaan kali lebih panjang dari fragmen DNA purba biasa dan mewakili jenis fosil yang benar-benar baru,” kata Ayden.

Mammoth ini sedang menunggu untuk ditemukan. Tim ini bersemangat untuk mendapatkan wawasan tentang bagaimana genom mamut diatur dalam sel-sel hidup, dan gen mana yang aktif dalam jaringan kulit tempat DNA diekstraksi. Namun, "perakitan" masih menjadi masalah.

Teka-teki 3 miliar keping yang perlu dirakit

“Bayangkan Anda memiliki teka-teki yang terdiri dari 3 miliar keping, tetapi Anda belum memiliki produk jadinya,” kata Martin Renoum, ahli genom struktural di Pusat Regulasi Genetika dan Genom Nasional di Barcelona, ​​​​Spanyol. Teknologi Hi -C memungkinkan Anda mendapatkan perkiraan gambar sebelum menyatukan potongan puzzle." Hi-C adalah metode khusus yang digunakan tim untuk merekonstruksi struktur genom mamut. Mereka mengekstraksi DNA dari sampel kulit yang diambil dari belakang telinga mamut. Teknologi Hi-C memungkinkan mereka mendeteksi bagian DNA mana yang mungkin berada dalam jarak dekat dan berinteraksi satu sama lain dalam keadaan aslinya di dalam inti sel.

Mereka kemudian menggabungkan informasi fisik dari analisis Hi-C dengan pengurutan DNA untuk mengidentifikasi segmen DNA yang berinteraksi dan membuat peta genom mamut, menggunakan genom gajah masa kini sebagai templat. Analisis menunjukkan bahwa mamut memiliki 28 kromosom, sama dengan gajah Asia dan Afrika saat ini.

Dengan memeriksa kompartementalisasi gen di dalam inti sel, tim dapat mengidentifikasi gen yang aktif dan tidak aktif di dalam sel kulit mamut—proksi untuk epigenetika, atau transkriptomik. Sel kulit mamut memiliki pola aktivasi gen yang berbeda dibandingkan dengan kerabat dekatnya, gajah Asia, yang mungkin mencakup gen yang terkait dengan bulu tubuh dan toleransi dingin.

Fosil kromosom membawa kemungkinan yang tak terbatas

Metode yang digunakan dalam penelitian ini sebenarnya bergantung pada fosil yang terpelihara dengan sangat baik—struktur kromosom kuno yang diawetkan oleh fosil tersebut akurat hingga skala nano! Namun tim peneliti optimis metode ini juga dapat digunakan untuk mempelajari spesimen DNA purba lainnya, mulai dari mamut hingga mumi Mesir, termasuk spesimen museum.

Fosil kromosom tidak diragukan lagi telah menjadi alat baru yang ampuh untuk mempelajari sejarah kehidupan di Bumi. Hal ini karena fragmen DNA purba yang khas jarang melebihi 100 pasangan basa, atau 100 “huruf” kode genetik – yang jauh lebih kecil daripada rangkaian DNA lengkap suatu organisme (yang seringkali panjangnya miliaran “huruf”). Sebaliknya, kromosom yang menjadi fosil dapat menjangkau ratusan juta “huruf” genetik.

“Fosil kromosom adalah pengubah permainan,” kata Olga Dudchenko, asisten profesor genetika molekuler dan manusia di Pusat Struktur Genom di Baylor College of Medicine di Amerika Serikat, karena “dengan membandingkan molekul DNA purba dengan rangkaian DNA spesies modern , adalah mungkin untuk menemukan Perubahan genetik dalam 'huruf' individu dalam kata sandi".

Dengan kata lain, dengan memahami bentuk kromosom suatu organisme, para ilmuwan dapat merakit seluruh rangkaian DNA organisme yang punah, mewujudkan gagasan yang sebelumnya mustahil.

Namun untuk saat ini, membangkitkan kembali mamut hanyalah permulaan.

Editor kolom: Qin Hong Editor teks: Da Xi Sumber gambar judul: Tu Chong Editor gambar: Cao Liyuan

Sumber: Penulis: Harian Sains dan Teknologi