Ученые получили наиболее полный древний геном в 3D: помог первый сублимированный момент

Впервые в истории ученые собрали наиболее полную 3D-реконструкцию генома шерстистого мамонта — в этом им помог невероятно хорошо сохранившийся экземпляр, который был "лиофилизирован" почти сразу после смерти. В результате ученым впервые удалось обнаружить окаменелые хромосомы, сохранившие ДНК в стеклянном состоянии — ученые смогли увидеть, какие гены включены, а какие выключены, пишет New Atlas.

Останки мамонтов и других животных ледникового периода, как правило, вытаскивают из вечной мерзлоты в относительно хорошем состоянии, с сохраненными мягкими тканями. Однако вечная мерзлота, как правило, не способна сохранить древнюю ДНК спустя десятки тысяч, а то и миллионы лет — она распадается на мелкие фрагменты, что затрудняет восстановление головоломки.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Тем не менее ранее ученые уже смогли секвенировать геном мамонта. Однако теперь им фактически удалось создать трехмерную модель генома, что дает множество дополнительной информации, имеющей решающее значение для работы ученых. В особенности это важно для тех исследователей, кто сегодня работает над попытками воскресить давно исчезнувших с лица Земли шерстистых мамонтов.

В новом исследовании ученые обнаружили останки невероятно хорошо сохранившегося мамонта, который сохранил свою трехмерную структуру. Останки принадлежат крупной самки и датируются около 52 000 лет назад. Они были выкопаны из вечной мерзлоты на северо-востоке Сибири еще в 2018 году по чистой случайности.

Ученые считают, что им невероятно повезло, так как после смерти самки мамонта погода попросту высушила ее сердце, сохранив клеточную структуру более неповрежденной, чем обычно. В результате сегменты ДНК оказались в миллион раз длиннее, чем фрагменты, обнаруженные в большинстве древних образцов.

Команда взяла образец кожи из уха мамонта и извлекла из него ДНК, а затем проанализировала его с помощью метода Hi-C, определяющего какие сегменты ДНК физически расположены близко друг к другу в ядре клетки — то есть существует большая вероятность, что они будут взаимодействовать. В результате ученым удалось составить карту трехмерной структуры генома.

По словам автора исследования Марка Марти-Ренома, используя геномы современных слонов в качестве шаблона, исследователи использовали Hi-C для создания первой 3D-карты генома мамонта. Команда выяснила, что у мамонтов было 28 хромосом — столько же, сколько и у современных слонов.

Любопытно, что геном сохранился настолько хорошо, что команда фактически смогла различить наноразмерные петли, помогающие регулировать гены. Кроме того, они смогли определить, какие гены активны, а какие не активны в клетках кожи мамонта. Эти паттерны активации генов отличались от тех, которые наблюдались у азиатского слона, что может указывать на гены, связанные с его холодоустойчивостью и "шерстистостью".

На следующем этапе ученые планируют изучить закономерности генов в других тканях мамонта. Предполагается, что эти данные окажутся особенно полезными для ученых, пытающихся воскресить шерстистых мамонтов.