Αρχαιότερο Δείγμα RNA που Ανακτήθηκε Ποτέ: Από Μαλλιαρό Μάμουθ!
Το RNA από ένα εξαιρετικά καλά διατηρημένο μαλλιαρό μάμουθ μας δίνει μια εικόνα της γονιδιακής δραστηριότητας σε ένα ζώο που πέθανε πριν από σχεδόν 40.000 χρόνια.
Το δέρμα και οι μύες του μπροστινού αριστερού ποδιού της Yuka είναι εξαιρετικά καλά διατηρημένα Love Dalen
Ένα μαλλιαρό μάμουθ που ήταν παγωμένο στο σιβηρικό permafrost για σχεδόν 40.000 χρόνια παρείχε το παλαιότερο RNA στον κόσμο.
Το δείγμα, που βρέθηκε το 2010 και έχει το παρατσούκλι Yuka, θεωρείται το καλύτερα διατηρημένο μαλλιαρό μάμουθ (Mammuthus primigenius) που έχει βρεθεί ποτέ. Αρχικά, η Yuka θεωρήθηκε ότι ήταν ένα νεαρό θηλυκό που πέθανε, πιθανώς μετά από επίθεση από σπηλαιόδοντες, σε ηλικία μεταξύ 6 και 8 ετών.
Οι επιστήμονες έχουν ήδη μπορέσει να ανακτήσουν το DNA από πολλά μαλλιαρά μαμούθ, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων που είναι πάνω από ένα εκατομμύριο ετών. Η ανακατασκευή των γονιδιωμάτων τους έχει δημιουργήσει ελπίδες ότι μια μέρα το είδος – ή γενετικά τροποποιημένα ζώα που μοιάζουν με μαμούθ – θα μπορούσε να επανέλθει στη ζωή μέσω γενετικής μηχανικής.
Το DNA κωδικοποιεί τις γενετικές οδηγίες για την παραγωγή πρωτεϊνών σε όλα τα ζώα. Όταν ένα συγκεκριμένο γονίδιο ενεργοποιείται, ο κώδικας στο DNA μεταγράφεται σε ένα άλλο μόριο που ονομάζεται RNA. Το RNA είναι πολύ λιγότερο σταθερό από το DNA και συνήθως αποδομείται μέσα σε λίγες ώρες μετά το θάνατο.
Μέχρι τώρα, το παλαιότερο RNA που ανακτήθηκε ποτέ προήλθε από έναν λύκο που διατηρήθηκε στο σιβηρικό permafrost πριν από περισσότερα από 14.000 χρόνια. Τώρα, ο Love Dalén στο Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης στη Σουηδία και οι συνάδελφοί του κατάφεραν να εξαγάγουν RNA από ένα από τα πόδια της Yuka – σχεδόν τριπλασιάζοντας το προηγούμενο ρεκόρ.
Η ομάδα χρησιμοποίησε τις ίδιες τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν για τη λήψη δειγμάτων RNA από φρέσκα, σύγχρονα δείγματα, αλλά τις τροποποίησε ελαφρώς για να ανακτήσει πολύ μικρότερα, παλαιότερα μόρια.
«Η Yuka είναι εξαιρετικά καλά διατηρημένη», λέει ο Dalén. «Το δείγμα πιθανότατα υπέστη ταχεία κατάψυξη και μακροχρόνια ταφή σε permafrost, όπως αποδεικνύεται από τη διατήρηση τόσο του μυϊκού ιστού όσο και της χνουδωτής γούνας. Αυτό αυξάνει σημαντικά τις πιθανότητες να έχει διατηρηθεί το RNA».
Ωστόσο, εναντίον της ομάδας λειτούργησε το γεγονός ότι η Yuka είχε αφεθεί να αποψυχθεί για λίγο κατά τη μεταφορά από το σημείο όπου ανακαλύφθηκαν τα λείψανα στη βορειοανατολική Σιβηρία στο Γιακούτσκ. «Η υπόθεσή μας ήταν ότι οποιοδήποτε πραγματικά αρχαίο RNA εξακολουθούσε να υπάρχει στα δείγματά μας θα αποδομούνταν και θα κατακερματίζονταν σε μικρά κομμάτια», λέει ο Dalén.
Η ομάδα έπρεπε να λάβει εξαιρετική φροντίδα για να διατηρήσει όλα τα δείγματά της από περαιτέρω αλλοίωση και επίσης να αποτρέψει τη μόλυνση. «Χρησιμοποιήσαμε υγρό άζωτο για να αλέσουμε τα δείγματα, καθώς και στείρα υλικά, ατμόσφαιρα φιλτραρισμένου αέρα, προστατευτικές στολές και ελεγχόμενο εργαστηριακό περιβάλλον για να αποφύγουμε οποιαδήποτε πηγή εξωτερικής σύγχρονης μόλυνσης στα δεδομένα αλληλούχησής μας», λέει.
Η αλληλούχηση RNA μπορεί να δώσει μια ένδειξη για το ποια γονίδια ήταν ενεργοποιημένα τη στιγμή που πέθανε το ζώο. Στο RNA που η ομάδα απομόνωσε από τους μυς και το δέρμα της Yuka, βρήκαν σημάδια γονιδιακής δραστηριότητας που σχετίζονται με το μεταβολισμό των μυών και την κυτταρική καταπόνηση – σύμφωνα με την ιδέα ότι η Yuka πέθανε σε μια επίθεση σπηλαιόδοντα.
Μία από τις μεγάλες εκπλήξεις ήταν ότι, μέσω ενός συνδυασμού ανάλυσης DNA και RNA, η ομάδα είναι πλέον βέβαιη ότι η Yuka ήταν στην πραγματικότητα αρσενικός. «Έχω ζήσει αρκετά για να ξέρω ότι συμβαίνουν αυτά τα πράγματα», λέει ο Dalén. «Η Yuka είναι καλά διατηρημένη για να είναι 40.000 ετών, αλλά όχι εντελώς άθικτη, επομένως δεν είναι πάντα εύκολο να προσδιοριστεί μορφολογικά το φύλο ενός ατόμου».
Οι ερευνητές αναζήτησαν επίσης τυχόν ιούς RNA όπως η γρίπη και οι κορωνοϊοί, αλλά δεν βρήκαν τίποτα ενδιαφέρον. «Αλλά νομίζω ότι στο μέλλον θα δούμε πολλές μελέτες για ιούς RNA της Εποχής των Παγετώνων», λέει ο Dalén. «Υπάρχουν, για παράδειγμα, μερικά πτώματα πτηνών της Πλειστοκαίνου που θα ήταν πραγματικά ενδιαφέρον να διερευνηθούν σε σχέση με τη γρίπη των πτηνών».
Οι αλληλουχίες RNA που ανακτήθηκαν στη μελέτη δεν είναι άμεσα σχετικές για την επαναφορά των μαμούθ, λέει ο Dalén, ο οποίος είναι επιστημονικός σύμβουλος της Colossal Biosciences, της εταιρείας που νωρίτερα φέτος ισχυρίστηκε ότι έφερε τον τρομερό λύκο πίσω από την εξαφάνιση. Αλλά η μελέτη μπορεί να δώσει χρήσιμες γνώσεις για το ποια γονίδια είναι σημαντικά για την ανάπτυξη ορισμένων χαρακτηριστικών, λέει. «Τα προφίλ RNA από τα μαμούθ θα μπορούσαν στο μέλλον να μας πουν πώς ορισμένα χαρακτηριστικά, όπως τα μαλλιά των μαμούθ, ελέγχονταν γενετικά».
Ο Merlin Crossley στο Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας στο Σίδνεϊ λέει ότι η λήψη τόσο αρχαίου RNA είναι ένα αξιοσημείωτο επίτευγμα, αλλά τα ευρήματα δεν μας λένε πολλά για τη βιολογία του μαμούθ. «Είναι λίγο σαν να πετάς ένα ελαφρύ αεροπλάνο κάτω από τη Γέφυρα του λιμανιού του Σίδνεϊ», λέει. «Είναι ένα εντυπωσιακό τεχνικό κατόρθωμα, αλλά δεν είμαι σίγουρος τι μάθαμε από αυτό».
Ο Crossley πιστεύει ότι, ενώ μπορεί να βρεθούν παλαιότερα δείγματα RNA στο μέλλον, η ομάδα βρίσκεται κοντά στο ακραίο όριο του πόσο καιρό μπορεί να επιβιώσει το RNA. Λέει επίσης ότι είναι απίθανο να ληφθούν χρήσιμες πληροφορίες από άλλα μαμούθ επειδή δείγματα όπως η Yuka είναι τόσο σπάνια.
Τι Ανακαλύφθηκε για το RNA του Μαλλιαρού Μάμουθ;
Η ανακάλυψη παρείχε σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τη γενετική δραστηριότητα των μαμούθ, προσφέροντας μια ματιά σε γονίδια που ήταν ενεργά πριν από χιλιάδες χρόνια. Επίσης, προσφέρει γνώσεις για το πώς τα RNA τέτοιων ζώων μπορούν να διατηρηθούν για τέτοιο χρονικό διάστημα.
Γιατί Είναι Σημαντικό το Αρχαίο RNA;
Η ανάλυση του αρχαίου RNA επιτρέπει στους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα την εξέλιξη και τη φυσιολογία των εξαφανισμένων ειδών. Μπορεί επίσης να παρέχει πληροφορίες για την πιθανή επαναφορά τους στη ζωή μέσω της γενετικής μηχανικής, αν και αυτό είναι ένα αμφιλεγόμενο θέμα. Στην περίπτωση του RNA μαμούθ, μπορούν να μελετηθούν συγκεκριμένα γονίδια που σχετίζονται με χαρακτηριστικά όπως το τρίχωμα.
Προκλήσεις στην Ανάκτηση Αρχαίου RNA
- Αστάθεια του RNA: Το RNA αποδομείται πολύ πιο γρήγορα από το DNA, καθιστώντας την ανάκτηση αρχαίου RNA εξαιρετικά δύσκολη.
- Μόλυνση: Η αποφυγή μόλυνσης από σύγχρονο RNA είναι ζωτικής σημασίας για την ακρίβεια της ανάλυσης.
- Κατάψυξη-απόψυξη: Ακόμη και σύντομες περίοδοι απόψυξης μπορούν να βλάψουν το RNA και να κατακερματίσουν το RNA μαμούθ.
Γενετική Μηχανική και Μαλλιαρά Μαμούθ
Η ανακατασκευή του γονιδιώματος του μαλλιαρού μαμούθ, μέσω της γενετικής μηχανικής ανοίγει δρόμους για την πιθανή “ανάσταση” του είδους. Αν και η ανάκτηση RNA μαμούθ δεν είναι άμεσα συνδεδεμένη με κάτι τέτοιο, προσφέρει γνώσεις για τα γονίδια που είναι σημαντικά για την ανάπτυξη συγκεκριμένων χαρακτηριστικών.
Συχνές Ερωτήσεις (Συχνές Ερωτήσεις)
1. Πόσο καιρό μπορεί να διατηρηθεί το RNA σε ιδανικές συνθήκες;
Σε ιδανικές συνθήκες, όπως σε συνεχή κατάψυξη, το RNA μπορεί να διατηρηθεί για δεκάδες χιλιάδες χρόνια, όπως αποδεικνύεται από την περίπτωση του RNA μαμούθ. Ωστόσο, η αποδόμηση είναι αναπόφευκτη με την πάροδο του χρόνου.
2. Μπορεί η ανάλυση RNA να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε τις ασθένειες του παρελθόντος;
Ναι, η ανάλυση αρχαίου RNA μπορεί να αποκαλύψει πληροφορίες για ιούς και άλλους παθογόνους παράγοντες που υπήρχαν στο παρελθόν, ρίχνοντας φως στην εξέλιξη των ασθενειών.
3. Υπάρχουν ηθικοί προβληματισμοί σχετικά με την “ανάσταση” εξαφανισμένων ειδών;
Ναι, υπάρχουν πολλές ηθικές ανησυχίες, συμπεριλαμβανομένων των πιθανών επιπτώσεων στο περιβάλλον και της καλής διαβίωσης των αναδημιουργημένων ζώων, εάν τα μαλλιαρά μαμούθ επιστρέψουν κάποτε.