Cel mai vechi ARN secvențiat dezvăluie detalii despre ultimele clipe ale unui mamut, acum 40.000 de ani

Oamenii de știință au recuperat molecule antice de ARN de la un mamut tânăr numit Yuka, care a murit acum 40.000 de ani în ceea ce astăzi este Siberia. Aceste rămășițe biologice oferă informații despre ultimele momente din viața acestei creaturi dispărute din era glaciară, transmite CNN.

ARN-ul a fost extras din țesutul mumificat al piciorului, care a fost extrem de bine conservat timp de milenii în permafrost. Este cel mai vechi ARN secvențiat de oamenii de știință. Acum, cercetătorii îl folosesc pentru a descoperi care dintre genele mamutului erau active în momentul morții sale.

„Toate celulele dintr-un organism au același ADN, fie că este vorba de o celulă cerebrală, hepatică sau musculară. Deci, ceea ce face ca aceste celule să fie diferite între ele este, în esență, ARN-ul”, a spus Love Dalén, profesor de genomică evolutivă la Centrul de Paleogenetică al Universității din Stockholm și al Muzeului Suedez de Istorie Naturală și autor principal al studiului publicat vineri în revista științifică Cell. „Este vorba despre modul în care genele sunt activate și dezactivate în diferite tipuri de celule.”

ADN-ul și ARN-ul se găsesc în toate ființele vii. ADN-ul este codul vieții, în timp ce ARN-ul citește aceste instrucțiuni genetice și acționează ca un mesager pentru a ajuta celula să construiască proteine.

ADN-ul vechi poate rezista mai mult de 1 milion de ani și a revoluționat înțelegerea oamenilor de știință asupra trecutului.

Cu toate acestea, până de curând se credea că ARN-ul este efemer și încă nu este clar dacă noile tehnici ale cercetătorilor vor funcționa pe specimene care nu sunt conservate în mod excepțional.

În cadrul cercetării, echipa a studiat 10 probe de țesut mamut congelat, inclusiv mușchi și piele, trei dintre acestea conținând fragmente de ARN.
Dintre acestea, doar una a produs date detaliate de secvențiere care ar putea dezvălui modul în care ar fi funcționat genele animalului în momentul morții, a afirmat echipa. Proba respectivă aparținea lui Yuka, al cărui cadavru a fost găsit în 2010 în Oyogos Yar, în nord-estul Siberiei.

În cadrul datelor, cercetătorii au putut detecta molecule de ARN mesager, care codifică proteine, precum și microARN, care reglează activitatea genelor. Împreună, acestea au dezvăluit o parte din „biologia care se desfășura în celulele acestui mamut chiar înainte de a muri”, a spus Emilio Mármol Sánchez, autorul principal al studiului și cercetător postdoctoral la Institutul Globe de la Universitatea din Copenhaga, Danemarca.

„Ipoteza noastră este că acest animal era pe moarte, iar acest lucru se manifestă în metabolismul mușchilor”, a spus Mármol Sánchez.

Datele sugerează o „predominanță a fibrelor musculare cu contracție lentă în țesutul mamutului”, se menționează în studiu, adăugând că semnătura ar putea fi „ultimele impulsuri” ale țesutului. De exemplu, una dintre proteinele active era titina, legată de elasticitatea musculară, iar alta era nebulina, implicată în contracția mușchilor scheletici.

„MicroARN-urile specifice mușchilor pe care le-am găsit în țesuturile mamutului sunt dovezi directe ale reglării genelor în timp real în timpuri străvechi”, a declarat într-un comunicat Marc Friedländer, coautor al studiului și profesor asociat la departamentul de bioștiințe moleculare al Institutului Wenner-Gren al Universității din Stockholm. „Este prima dată când se realizează ceva de acest gen.”

Din punct de vedere biologic, este logic ca mușchii mamutului să fi fost activi în momentul morții, a declarat Erez Lieberman Aiden, profesor de biochimie și biologie moleculară la Universitatea din Texas Medical Branch, care nu a participat la cercetare.

„Nu vrei ca primul studiu de acest gen să descopere un model complet șocant”, a spus Aiden. „Ideea că poți detecta expresia specifică țesutului este destul de impresionantă.”

Dalén, care a secvențiat cel mai vechi ADN de mamut din lume, a afirmat că tehnicile pionierate de echipă au potențialul de a deschide o nouă cale de cercetare științifică în trecut.

„Aceste 10 probe sunt toate foarte bune și unice, și doar cele mai bune trei au funcționat, așa că, la prima vedere, pare a fi o nișă”, a explicat el. „Intuiția mea este că metodele se vor îmbunătăți. Există multe laboratoare din întreaga lume entuziasmate de ARN și sunt sigur că vom dezvolta metode mult mai bune pentru recuperarea ARN-ului.”

Dacă această abordare va putea fi aplicată pe scară mai largă, ea va oferi o modalitate de a studia evoluția virusurilor antice, multe dintre ele existând doar sub formă de ARN, cum ar fi virusul care provoacă Covid-19, a spus Dalén. Prin secvențierea ADN-ului bacteriilor antice, oamenii de știință au putut studia originile genetice și evoluția agenților patogeni bacterieni, cum ar fi ciuma și sifilisul.

Abordarea ar putea fi aplicată și eforturilor de a readuce la viață animale dispărute într-o anumită formă, a spus Dalén, care este consilier științific al companiei de biotehnologie Colossal Biosciences din Texas, care își propune să „învie” mamutul, dodo și tigrul tasmanian, printre altele, prin editarea genomului celor mai apropiați rude vii ale acestora. Acest lucru ar duce la apariția unor animale hibride care sunt vizual indistincte de speciile dispărute.

„În principiu, metodele utilizate aici ar putea fi un instrument care ar putea ajuta Colossal și alții să restrângă genele care trebuie modificate”, a spus el.

Deși ARN-ul mamutului este cel mai vechi descoperit până în prezent de oamenii de știință, nu este primul. În 2023, Mármol Sánchez a condus un studiu care a secvențiat ARN-ul unui tigru tasmanian, sau tilacin, vechi de 130 de ani, din Muzeul Suedez de Istorie Naturală din Stockholm.

Iar în 2019, o echipă a secvențiat ARN-ul din pielea unui lup vechi de 14.300 de ani, conservat în permafrost. Oamenii de știință au detectat ARN și în țesutul lui Ötzi, Omul de Gheață, o mumie veche de 5.300 de ani găsită înghețată în Alpi.

Aiden, care a studiat rămășițele mamuților, a spus că articolul reprezintă un „pas important înainte”, dar nu este încă clar dacă acesta va reprezenta un punct de cotitură pentru acest domeniu sau dacă ARN-ul va deveni, la fel ca ADN-ul, o sursă importantă de informații despre un organism dispărut.

Este ca și cum ai fi invitat la o nuntă și ai fi întrebat cât de fericit va fi mariajul, a adăugat el.

„Aceste momente sunt puțin greu de judecat”, a spus Aiden.