Nejstarší RNA na světě: Mamut ze Sibiře odhaluje tajemství doby ledové
Paleogenetikům se poprvé podařilo přečíst téměř 40 000 let starou RNA z mamuta srstnatého. Objev otevírá bezprecedentní pohled do posledních okamžiků života tohoto dokonale zachovaného tvora doby ledové.
V roce 2010 objevili hledači mamutích klů v severovýchodní části Sibiře zmrzlé tělo mamuta srstnatého. Ukázalo se, že Juka, jak tuto zmrazenou subfosilii pojmenovali, je jedním z nejlépe zachovaných mamutů na světě. Od té doby je v centru pozornosti vědců, kteří se ho snaží prozkoumat mnoha různými způsoby, včetně například výzkumu na molekulární úrovni.
Tým vedený Love Dalénem a Emiliem Mármolem Sánchezem ze švédského Centra pro paleogenetiku nyní dosáhl významného úspěchu, když se jim podařilo izolovat a přečíst RNA starou téměř 40 tisíc let, což z ní dělá nejstarší získanou RNA na světě.
Křehká RNA
Zatímco DNA prozrazuje informaci o genomu daného organismu, RNA odhaluje, jaké geny byly aktivní v době smrti. Díky tomu mohou vědci například zjistit, jak fungovaly mamutí svaly nebo jaké procesy uvnitř buněk v posledních okamžicích života mamuta probíhaly. Zároveň platí, že dávná RNA se analyzuje mnohem obtížněji než DNA.
Řetězce dvoušroubovice DNA připomínají zapnutý zip a jsou díky tomu poměrně odolné. Molekulu RNA tvoří jen jediný řetězec nukleové kyseliny. Proto je RNA mnohem křehčí a podstatně snadněji a rychleji podléhá zkáze, zřejmě hlavně díky působení enzymů v buňkách. Obvykle se rozpadá během několika dní. V případě Juky vědci vsadili na to, že pokud mamut zmrzl dostatečně rychle, mohl led tyto enzymy zastavit dřív, než RNA zanikla.
Poklad ze sibiřského ledu
Ukázalo se, že tento předpoklad byl správný a výsledkem je sklizeň celé řady molekul RNA. Badatelé přečetli přes 340 molekul mRNA, která slouží při výrobě proteinů, přes 900 molekul RNA, které nekódují proteiny, a také zhruba 60 krátkých molekul mikroRNA. Přečtené RNA odpovídají svalům, což podle vědců dokládá, že nejde o kontaminaci, a že skutečně přečetli RNA mamuta. Úspěch paleogenetiků uveřejnil vědecký časopis Cell.
Vzorec genové aktivity ukázal převahu pomalých, vytrvalostních svalových vláken – svalů stvořených na dlouhé zimní pochody po mamutí stepi. V RNA se navíc objevily i signály buněčného stresu, tedy geny zapojené do nouzového metabolismu. To se shoduje s předchozími teoriemi, podle kterých mamuta mohli napadnout jeskynní lvi a možná ho i usmrtit. Sekvenování RNA zároveň vyřešilo kuriózní záhadu. Yuka byla v literatuře dlouho označována za samici, nově získané RNA i DNA ale nesou jasné znaky chromozomu Y. Yuka byl tedy samcem.
Podle profesora evoluční genomiky Daléna může výzkum starověké RNA otevřít úplně novou kapitolu paleogenetiky. Nejenže lze přímo sledovat aktivní geny v okamžiku smrti zvířete, ale do budoucna by se mohlo podařit analyzovat i RNA z mamutích vlasových folikulů. To by vědcům umožnilo zjistit, jaké geny byly odpovědné za typickou srst mamutů – klíčovou adaptaci na dobu ledovou.
