Senās DNS ekstrakcija un sekvencēšana ir mainījusi zinātnieku izpratni par daudzām izmirušām sugām, taču DNS var mums pastāstīt tikai tik daudz. Tomēr RNS var mums pastāstīt, kuri gēni patiesībā tika “ieslēgti”, piedāvājot nebijušu ieskatu miruša dzīvnieka dzīves pēdējos mirkļos. Nesenā pārsteidzoši senās mamuta RNS atgūšana dara tieši to.
Ilgstoša pārliecība, ka RNS ir pārāk trausla, lai izdzīvotu pat dažas stundas pēc nāves, ir atturējusi ekspertus no tās meklēt saglabājušos mamutos un citās senās sugās, taču jauni pētījumi apgāž šo pieņēmumu. Pētījumā, kas publicēts piektdien žurnālā Šūnapētnieki pirmo reizi veiksmīgi izolēja un sekvencēja RNS molekulas no ledus laikmeta vilnas mamutiem.
Šīs RNS sekvences ir vecākās jebkad atgūtās, iegūtas no mamuta audiem, kas Sibīrijas mūžīgajā sasalumā saglabājušies gandrīz 40 000 gadu. Tas parāda, ka RNS var palikt dzīvotspējīga mirušajos audos daudz ilgāk, nekā tika uzskatīts iepriekš. Turklāt analīze atklāja iepriekš nepieejamas detaļas par vilnas mamutu bioloģiju un to, kas notika brīžos pirms dzīvnieku nāves.
“Izmantojot tikai DNS, jūs varat mēģināt paredzēt, vai gēns ir aktīvs vai neaktīvs, pamatojoties uz to, cik cieši vai vaļīgi DNS ir iepakota,” Gizmodo e-pastā sacīja pētījuma vadošais autors Emilio Mármols, Kopenhāgenas Universitātes Globe institūta doktorants. “Wager ar RNS jūs varat piekļūt tiešiem pierādījumiem par šo izpausmi šūnā esošo RNS transkriptu veidā.”
Jauna mamuta Jukas nāves atšifrēšana
Mármols un viņa kolēģi ekstrahēja RNS sekvences no 10 mūžīgi sasaldētu vilnas mamutu paraugu muskuļiem un ādas, kas atrasti visā Ziemeļaustrumu Sibīrijā. Viena parauga, mazuļa mamuta, vārdā Juka, analīze atklāja RNS molekulas, kas kodē olbaltumvielas, kurām ir galvenā loma muskuļu kontrakcijā un vielmaiņas regulēšanā stresa apstākļos.
“Mēs atradām dažus proteīnu kodējumus un mikroRNS, kas norāda uz šūnu stresu, kas varētu būt saistīts ar šūnu nāvi (ti, mēs faktiski atguvām pēdējos gēnu ekspresijas momentus tieši pirms šūnas nāves) vai arī kā iepriekšēju stresa pazīmi muskuļos,” paskaidroja Mármols.
“Tas varētu atspoguļot Jukas bēgšanu no plēsējiem, iespējams, alu lauvām, ņemot vērā tās ķermenī esošās pazīmes, taču patiesībā nav iespējams precīzi noteikt, vai stresa marķieri ir radušies bēgšanas dēļ no plēsējiem vai šūnu nāves, pamatojoties uz mūsu datiem,” viņš paskaidroja.
Pētnieki arī atklāja muskuļiem specifiskas mikroRNS, kas ir būtiskas muskuļu metabolismam, sniedzot tiešus pierādījumus par gēnu regulēšanu, kas notiek reālā laikā senā dzīvniekā. Turklāt mikroRNS analīze palīdzēja apstiprināt, ka atradumi patiešām nāk no senajiem mamutiem.
Lielākā daļa vienas īpaši svarīgas mikroRNS (Mir-1) sekvences saturēja retu mutāciju, kas parasti sastopama tikai ziloņos un to tuviem radiniekiem, lai gan tā var parādīties dažos citos dzīvniekos, piemēram, sarkanajos tārpos un nēģos, norāda Mármols.
“Tomēr, tā kā mēs neatradām nekādus pierādījumus par papildu piesārņojumu no šīm sugām, izņemot mamutu, mēs uzskatām, ka šīs Mir-1 sekvences, kas satur šādu [a] reta mutācija [are] bise pierādījums, ka tās ir īstas senas RNS molekulas,” viņš teica.
Daudz jaunu iespēju
Atklājumi paver pilnīgi jaunu seno genoma pētījumu pasauli. “Mēs ceram, ka mūsu darbs izraisīs jaunu interesi par RNS izpēti citās vecās atliekās, ne vienmēr no ledus laikmeta vai izmirušām sugām, guess arī no viduslaiku vai vēsturiskām gan izmirušu, gan pastāvošu organismu paliekām,” sacīja Mármols.
Viņš paskaidroja, ka turpmākie pētījumi varētu izpētīt kombinēto DNS, RNS un olbaltumvielu analīzi, lai sniegtu pilnīgāku priekšstatu par seno sugu bioloģiju. Tas varētu būt noderīgi ne tikai, lai izprastu sarežģītus organismus, guess arī vienkāršas dzīvības formas, piemēram, RNS vīrusus.
“Daudzas pagātnes pandēmijas, kuru izcelsmi mēs joprojām nezinām, varētu būt izraisījuši RNS vīrusi,” sacīja Mármols. Viņš piebilda, ka precīzākas izpratnes iegūšana par pagātnes RNS vīrusiem ne tikai izskaidros to attīstību, guess arī palīdzētu mums prognozēt un apkarot nākotnes pandēmijas.
