Древнейшая РНК рассказала о последних минутах мамонтенка 40 000 лет назад
Шерстистый мамонтенок, живший 40 000 лет назад, подарил ученым исключительное открытие: впервые секвенирована древняя РНК. Это почти в три раза старше предыдущего рекорда — 14 300‑летнего щенка волка, сообщает Стокгольмский университет (Швеция). Исследование опубликовано в журнале Cell.
Из сохранившейся в сибирской вечной мерзлоте кожи и мышц мамонта по прозвищу Юка (Mammuthus primigenius) группа исследователей выделила фрагменты РНК, которые удалось расшифровать. Это поставило под сомнение представление о том, что РНК слишком быстро разрушается, чтобы пережить десятки тысяч лет — обнаруженные фрагменты оказались достаточно целыми для анализа.
Ключевая научная ценность РНК в том, что она показывает, какие гены были активны в момент жизни или перед смертью организма.
«С помощью РНК мы можем получить прямые доказательства того, какие гены “включены”, и заглянуть в последние моменты жизни мамонта, который бродил по Земле в эпоху последнего оледенения. ДНК такого рода информации не дает», — говорит генетик Эмилио Мармол‑Санчез, первый автор статьи.
Биомолекулы раскрывают тайны
В последние годы достигнуты большие успехи в извлечении и секвенировании древней ДНК — самую старую ДНК в настоящий момент получили из осадочных пород из Гренландии возрастом около 2 млн лет. Но РНК по своей природе гораздо менее стабильна: ее роль скоротечна — молекулы РНК «копируют» отдельные «рецепты» из «книги рецептов» ДНК, доставляют их куда надо и участвуют в «приготовлении», воссоздании последовательностей. После РНК быстро разрушается, чтобы не накапливаться как ненужный продукт.
Авторы во главе с эволюционным генетиком Лаве Даленом из Центра палеогенетики в Швеции предположили, что в исключительном по сохранности материале нескольких сибирских мамонтов могут сохраниться следы древней РНК. Ученые взяли образцы тканей у 10 хорошо сохранившихся мамонтов, провели секвенирование и сопоставили результаты с геномами современных слонов.
Не во всех образцах обнаружилась РНК: только у трех из десяти данные были надежными, но у двух из этих трех фрагменты оказались слишком мелкими для подробного анализа. Единственным образцом, отвечающим всем критериям, стал Юка — мумия самца‑мамонтенка, погибшего около 39 000 лет назад и найденного в вечной мерзлоте в 2010 году. Несмотря на фрагментарность, извлеченной из тканей Юки РНК хватило, чтобы воссоздать, какие процессы шли в его теле в момент смерти.
История мамонтенка
В материале обнаружились РНК, связанные с сокращением мышц и метаболической регуляцией в условиях стресса — что согласуется с гипотезой 2021 года: по характеру повреждений предполагалось, что Юку атаковали пещерные львы, и он, пытаясь спастись, зарылся в грязевой лунке, где и погиб.
В мышечных тканях были найдены также микроРНК, которые не кодируют белки, но регулируют экспрессию генов. Некоторые микроРНК имели редкие мутации.
Хотя работа была кропотливой и показывает, что сохранение РНК в древних останках — явление редкое, сам факт возможности ее выживания десятки тысяч лет — большой прорыв. Юка может послужить образцом условий, благоприятствующих сохранению древней РНК, и направить будущие раскопки и отборы проб. Это открывает перспективы не только для изучения того, какие гены были «включены» у вымерших животных, но и для секвенирования РНК‑вирусов, например вирусов гриппа и коронавирусов, сохраненных в останках ледникового периода.
