Objev nejstaršího RNA z mamuta z doby před 39 000 lety
Vědci nedávno dokázali izolovat a sekvenovat nejstarší RNA molekulu z mladého samčího srstnatého mamuta, který žil v Sibiři přibližně před 39 000 lety. Mamut, známý jako Juka, byl objeven v roce 2010 v trvalém mrazu Sibiře.
RNA je molekula nezbytná pro většinu biologických funkcí a tato nová objev přináší důkazy, že může přetrvávat mnohem déle, než se dosud předpokládalo. RNA mamuta odhalila, mimo jiné, jaké geny byly „aktivovány“ v tkáních Juky těsně před jeho smrtí, což ukazuje na známky buněčného stresu.
Většina našich znalostí o prehistorických organismech pochází z fosilií, které však mají jasné limity v tom, co mohou odhalit o jejich biologii. Schopnost získávat biomolekuly z dávných pozůstatků nyní otevírá nové cesty pro pochopení těchto organismů.
Tento nový úspěch doplňuje nedávný pokrok ve studiu starověkého DNA – molekuly nesoucí genetické instrukce všech živých organismů – a starověkých proteinů, které tvoří a regulují velkou část buněčné funkce. RNA funguje jako zprostředkovatel genomu, informuje buňky, které geny by měly aktivovat nebo deaktivovat, jak a kdy regulovat svoji funkci a jaké proteiny produkovat.
„S RNA lze vidět, co se skutečně dělo uvnitř buňky nebo tkáně, téměř v reálném čase, v posledních momentech života organizmu,“ prohlásil Emilio Marmol, genetik, veterinář a bioinformatik z Globe Institute na Kodaňské univerzitě a vedoucí autor studie publikované v časopise Cell.
„To nám dává přímý přístup k funkčnímu profilu buněčného metabolismu srstnatých mamutů, když byli naživu – něco, co není možné, alespoň ne v takové míře, jak toho dosahujeme zde, pouze s DNA nebo proteiny. Přidáním této úrovně informací získáváme komplexnější obraz biologie srstnatých mamutů,“ dodal Marmol.
RNA je zranitelnější než DNA a proteiny. Nejstarší DNA, která byla dosud obnovena, pochází ze zvířat, rostlin a mikroorganismů starých přibližně 2 miliony let z usazenin na Grónsku. Nejstarší proteiny pochází ze zubních pozůstatků nosorožce bez rohu, který žil před přibližně 23 miliony lety v kanadském arktickém kruhu. Do nedávna byla nejstarší RNA, která kdy byla nalezena, z vlka, který žil v Sibiři před přibližně 14 000 lety.
„Hlavním zjištěním studie je, že můžeme získat RNA z tak starých vzorků. Je to možnost, která otevírá cestu pro mnohem podrobnější analýzy vzorců genové exprese u velkých savců doby ledové,“ řekl Love Dalen, genetik a spoluautor studie z Univerzity ve Stockholmu a Centra paleogenetiky ve Švédsku.
Juka byl zraněn před svou smrtí; hluboké řezy na jeho kůži dokazují útok od lva jeskynního, druhu příbuzného dnešnímu africkému lvu. „Žádná z ran nebyla dost vážná na to, aby způsobila smrt mamuta, takže není ještě jasné, co mu přesně způsobilo smrt,“ uvedl Dalen.
Vědci identifikovali RNA molekuly, které kódují proteiny související se svalovou kontrakcí a regulací metabolismu ve stresových podmínkách – pravděpodobně, ale ne nutně, v důsledku tohoto útoku.
Po mnoho let se vědci domnívali, že RNA se rozpadá během několika minut nebo hodin po smrti. Nicméně tato a další studie ukazují, že za určitých podmínek může přetrvávat mnohem déle. Mrazené podmínky Sibiře se ukázaly jako ideální pro její uchování.
DNA Juky byla sekvenována i dalšími výzkumníky. I když se původně myslelo, že jde o samici, genetická data ukázala, že mamut, který měřil přibližně 1,6 metru, byl samčí. Vědci věří, že za vhodných podmínek může být RNA obnovena i z ještě starších vzorků.
„Doufáme, že naše práce vzbudí zájem o hledání RNA v dalších starých pozůstatcích – nejen z doby ledové nebo z vyhynulých druhů, ale také ze středověkých nebo historických vzorků, jak z vyhynulých, tak ze současných organismů,“ uzavřel Marmol.
