Se pensaba que la estructura tridimensional de los cromosomas (foto del artista) no podía resistir los elementos del tiempo, pero los científicos que examinaron la piel de mamut demostraron lo contrario.Copyright: SciePro/Biblioteca de imágenes científicas
En la tundra helada de Siberia hace unos 50.000 años, Mamut lanudo Este animal murió en circunstancias misteriosas. En muestras de piel de animales, los investigadores han descubierto cromosomas conservados en su forma tridimensional original.1 – una hazaña que antes se creía imposible Investigación sobre ADN antiguo.
El equipo también reveló la organización espacial de las moléculas de ADN del mamut y los genes activos en su piel, incluidos los genes responsables de darle al animal su apariencia borrosa. El trabajo fue publicado hoy en la revista Nature Communications. celúla.
El estudio es el primero en revelar la estructura tridimensional de un genoma antiguo, dice Ludovic Orlando, arqueólogo molecular de la Universidad Paul Sabatier en Toulouse, Francia, que no participó en la investigación. Debido a que la estructura espacial del genoma (la colección completa del material genético de un organismo) contiene pistas sobre su actividad genética, comprender esta estructura puede proporcionar conocimientos más profundos sobre la biología celular de la piel de mamut que examinar únicamente la secuencia de ADN. “Este trabajo simplemente no tiene precedentes”.
Los estragos del tiempo
Hace unos 40 años, los científicos descubrieron que fragmentos de ADN podían sobrevivir en muestras del pasado lejanoincluido Momias egipcias de miles de añosDesde entonces ha quedado claro que el ADN se conserva en muchos restos antiguos.
El ADN de tumbas antiguas revela la cultura de un misterioso pueblo beduino
Pero con el tiempo, el ADN se deteriora y sufre daños químicos, por lo que anteriormente los investigadores sólo podían recuperar fragmentos de ADN que carecían de una estructura cohesiva, dice Erez Lieberman-Aiden, genetista del Baylor College of Medicine en Houston, Texas. Reconstruir un genoma tridimensional a partir de tales fragmentos es casi imposible, afirma: el genoma de los mamíferos tiene 30 millones de veces el tamaño de un típico fragmento de ADN antiguo.
Y intacto Cromosoma: la única molécula larga de ADN que contiene parte del material genético de un organismo. – Aproximadamente un millón de veces más largo que la mayoría de los fragmentos de ADN antiguos. Debido a la suposición de que la estructura tridimensional del ADN se disolvería con el tiempo, nadie había intentado estudiar la organización de los cromosomas en los núcleos de las células antiguas.
descubrimiento asombroso
Desafiando esta suposición, Lieberman-Eden y sus colegas se embarcaron en una búsqueda de nueve años de especímenes antiguos bien conservados, y finalmente encontraron cromosomas casi intactos en muestras de piel de mamuts lanudos de 52.000 años de antigüedad.El mamut original) fueron extraídos del permafrost de Siberia. Este descubrimiento “fue sorprendente”, dice Cynthia Pérez-Estrada, coautora del estudio y experta en genética del Baylor College of Medicine.
Un investigador examina la pata de una cría de mamut extraída del permafrost siberiano.Fuente: Lav Dahlen, Universidad de Estocolmo
Los investigadores analizaron la estructura de los cromosomas de mamut y revelaron el plegamiento de la molécula de ADN y su organización espacial en el núcleo, dos propiedades cruciales para determinar qué genes están activados y durante cuánto tiempo.
comparaciones con Los elefantes modernos, los parientes vivos más cercanos de los mamuts.El estudio mostró no sólo similitudes en el número y estructura de los cromosomas, sino también diferencias en la actividad de los genes implicados en el crecimiento del cabello y la adaptación al frío.
ADN liofilizado
Los investigadores sugirieron que los cromosomas del mamut se conservaban en un estado similar al vidrio mediante un proceso de secado similar al utilizado en la producción de carne seca. Esta técnica da como resultado tejidos en los que las moléculas de ADN están densamente empaquetadas e inmóviles.
Los experimentos del equipo con carne de vacuno liofilizada, que fue sometida a duras pruebas, como disparos con pistola y atropello de un coche, confirmaron la teoría de los investigadores: la carne seca se hizo añicos como cristal pero sus cromosomas permanecieron intactos.
Genomas de mamut de un millón de años baten el récord de ADN antiguo más antiguo
“Nadie jamás pensaría que [ancient] “El ADN se mantiene en forma”, afirma Víctor Moreno-Maillard, especialista en genómica de poblaciones antiguas de la Universidad de Copenhague, que no participó en el estudio. Añade que ver eso es “realmente genial”.
Los resultados sugieren que el potencial para recuperar ADN antiguo se extiende más allá de lo que antes se creía posible, siempre que las condiciones sean ideales, dice Moreno-Mayar.
El enfoque adoptado en este artículo también puede ayudar a los investigadores a ensamblar el genoma completo del mamut, afirma Ireona Hesoli, presidenta del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de Harvard. Colossal Biosciences, una empresa de biotecnología en Dallas, Texas, está trabajando para revivir al mamut lanudo.
El genoma completo del mamut podría ayudar a revelar rasgos que podrían ser relevantes para el audaz plan de la empresa, afirma Hisoli, que no participó en el estudio. Producción híbrida entre elefante y mamut El cual se asemeja a una criatura extinta que puede ser reintroducida en su hábitat natural.