斯德哥爾摩大學的研究人員首次成功地從冰河時代的猛獁像中分離出 RNA 分子並進行測序。這些 RNA 序列是迄今為止發現的最古老的序列。它來自於西伯利亞永久凍土層中保存了近 4 萬年的猛獁象組織。該研究發表在期刊上 細胞研究表明,RNA、DNA 和蛋白質可以在很長一段時間內保持完整。並可能揭示有關早已滅絕物種的新細節。
該研究的主要作者埃米利奧·馬爾莫爾(Emilio Mármol)表示:“通過 RNA,我們將獲得哪些基因被‘開啟’的直接證據,揭示上一個冰河時期在地球上行走的猛獁像生命的最後時刻。這是無法僅從 DNA 獲得的信息。”此前,他是斯德哥爾摩大學的博士後研究員。他目前在哥本哈根環球研究所工作,同時在斯德哥爾摩大學工作。他與 SciLifeLab 和古生物學中心的研究人員合作。這是斯德哥爾摩大學和瑞典自然歷史博物館的聯合倡議。
為什麼古代RNA很重要?
了解史前基因如何發揮作用和被激活對於更多地了解滅絕物種非常重要。科學家們花了數年時間分析猛獁象的 DNA,以重建其基因組和進化關係,但其大部分 RNA 仍然無法獲取。這是因為RNA在死亡後會迅速衰減。因此,許多研究人員認為 RNA 無法存活足夠長的時間,無法在數千年前滅絕的動物身上進行研究。
“我們可以獲得從西伯利亞永久凍土中回收的保存完好的猛獁象組織。我們希望及時仍然有冷凍的RNA分子,”埃米利奧·馬爾莫爾補充道。
斯德哥爾摩大學進化基因組學教授兼 DNA 恢復中心 Love Dalén 表示:“我們之前已經突破了 DNA 恢復的極限數百萬年。現在我們想探索是否可以將 RNA 測序的時間推得比以前的研究更早。”古遺傳學說
有史以來最古老的RNA。
研究人員在浴衣的冷凍肌肉組織中發現了不同的基因表達模式。這是一頭年輕的猛獁象,死於近四萬年前。猛獁象基因組中的20000多個蛋白質編碼基因中,只有其中一些是活躍的。他們檢測到的RNA分子編碼參與肌肉收縮和壓力代謝反應的蛋白質。
“我們發現了細胞壓力的跡象。這可能並不奇怪,因為之前的研究表明尤卡在死前不久遭到了穴獅的襲擊,”埃米利奧·馬爾莫爾說。
他們還發現了許多參與調節猛獁象肌肉內基因活性的RNA分子。
古代 microRNA 證實了真正的猛獁象信號
“非蛋白質編碼 RNA,例如 microRNA,是我們最令人興奮的發現之一,”斯德哥爾摩大學 Wenner-Gren 研究所和 SciLifeLab 分子生物科學系副教授 Marc Friedländer 說。
“我們在猛獁象組織中發現的肌肉特異性 microRNA 是古代實時發生基因調控的直接證據。這是第一次取得這樣的成功,”他說。
這些 microRNA 有助於證實遺傳信號確實起源於猛獁象。
挪威北極大學博物館 (UiT) 副教授巴斯蒂安·弗洛姆 (Bastian Fromm) 表示:“我們在一些 microRNA 中發現了一種罕見的突變,這確實證明了猛獁象的起源。我們還僅根據 RNA 證據檢測到了新基因。這是以前從未在此類化石中嘗試過的事情。”
RNA的存活時間比預期的要長
“RNA分子的存活時間比之前想像的要長得多。”
Love Dalén 表示:“我們的研究結果表明,RNA 分子的存活時間比之前想像的要長得多。這意味著我們不僅能夠研究不同滅絕動物中哪些基因被‘激活’,而且還可以對保存在冰河時代遺跡中的流感病毒和冠狀病毒等 RNA 病毒進行測序。”
在接下來的幾年裡,該團隊希望將史前RNA與DNA、蛋白質和其他生物分子整合起來。保留
埃米利奧·馬爾莫爾總結道:“此類研究可能會改變我們對滅絕的巨型動物和其他物種的理解。基本上,它揭示了許多隱藏的生物學層面,而這些層面至今仍被鞏固。”
猛獁象及其消失
猛獁象曾經在歐亞大陸和北美的冰冷平原上漫步。它們完美地適應了上一個冰河時代(大約 115,000-11,500 年前)的生活,擁有厚厚的皮毛、彎曲的獠牙和高大的體型。它們在橫跨北半球的廣闊草原上吃草。但隨著天氣變暖,猛獁象逐漸消失,直到4000年前,最後一小群猛獁象才在偏遠的北極島嶼上倖存。










