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科学家首次对14300年前的“木乃伊狗”进行RNA测序

2019-9-4 9:37:29来源:新浪科技作者:任天责编:骑士评论:

北京时间9月4日消息,一只属于古代西伯利亚人的“木乃伊狗”幼崽或许将带来现代科技的重大突破。科学家在西伯利亚的永久冻土层中发现了这只古老的动物,它的年龄据估计已有14300岁。

通过对部分组织的RNA(核糖核酸)测序,科学家怀疑这只更新世的犬科动物已经被驯化。对年代久远的动物进行RNA测序相当罕见。通常而言,DNA(脱氧核糖核酸)相当于基因编码的硬拷贝,如果条件合适,可以保存数千年,而RNA的寿命较短,只能作为基因的工作副本。

科学家怀疑这只更新世的犬科动物已经被驯化

DNA分析可以揭示一个物种拥有什么样的基因,而RNA则解释了哪些基因在工作,哪些基因是沉默的。科学家认为,这只保存完好的动物要么是一只幼狼,要么是狼和狗的杂交后代,而且很有可能是家养的。

据推测,这只“木乃伊狗”的主人可能是古代西伯利亚的猛犸象猎人。四年前,人们在俄罗斯萨哈共和国的瑟阿拉赫河一处陡峭的河岸上发现了这只动物,与它一起被发现的还有同一物种的另一只幼兽。之后,这两具遗体被送往萨哈共和国的首都雅库茨克进行尸检。一段视频显示,检查之前,人们小心地将它们身上包裹着的数千年的泥土冲掉。

DNA编码基因的硬拷贝,如果条件合适,可以存活数千年,但RNA的寿命较短,只能作为基因的工作副本。

当时,韩国克隆专家黄禹锡试图提取细胞样本,让这个物种复活,但没有成功。然而,丹麦哥本哈根大学的奥利弗·史密斯(Oliver Smith)博士和同事们另辟蹊径,选择分析这只史前动物的肝脏、软骨和肌肉组织中的RNA,并取得了成功。

研究结果表明,从幼犬的肝脏组织中提取的RNA序列确实能够代表这种动物的RNA,许多肝脏特异性的转录信息与来自狼和狗的更现代的样本相匹配。这只“木乃伊狗”的转录组是迄今为止测序的最古老的RNA,比次古老的犬科动物转录组至少早了1.3万年。

DNA分析揭示了一个物种拥有什么样的基因,而RNA则解释了哪些基因在工作,哪些基因是沉默的

“古DNA研究人员以往不愿意尝试对古RNA进行测序,因为RNA通常比DNA更不稳定,更容易被酶降解,”史密斯博士说,“然而,在我们最近成功对古代植物材料中的RNA进行测序之后,我们推测,保存完好的动物标本,特别是冷冻在永久冻土层中的标本,很可能保留了足够的材料来进行测序。”

令研究人员兴奋的是,他们不仅发现了来自不同组织的RNA,而且在某些情况下,这些遗传信号如此强烈,以至于可以用一种生物学意义上的方式来区分不同组织。

“我们知道RNA在DNA和蛋白质之间起着中介作用,后两种物质都更稳定,人们可能会问,‘那又怎样?’”奥利弗·史密斯解释道,“但我们认为,未来对古代RNA的研究有很大的潜力。例如,目前许多与临床最相关的病毒都有RNA基因组,而RNA阶段对于理解基因调控的复杂性往往至关重要。”

在讨论推动演化的环境压力和不同病毒株时,古RNA的研究可能会带来意想不到的科学突破。研究人员的详细结果发表在近期的《公共科学图书馆·生物学》(PLOS Biology)杂志上。

我们能让猛犸象复活吗?

雄性猛犸象大约有3.5米高,雌性略小。它们弯曲的象牙长达5米,下腹部有一层1米长的蓬松毛发。较小的耳朵和短尾巴可以防止重要的身体热量流失。

猛犸象的象鼻末端具有独特的指状突起,能帮助它们拔下草叶、树枝和其他植物部分。猛犸象的名字(mammoth)来源于俄语中的“mammut”,意思是“地鼠”,因为古人认为这些动物生活在地下,接触到光就会死亡——猛犸象被发现时已经死亡,半埋着地下。

最广泛使用的基因编辑技术被称为CRISPR/Cas9,利用这项技术,科学家或许可以将保存下来的猛犸象DNA剪切粘贴到亚洲象身上,从而创造出猛犸象与亚洲象的杂交后代

猛犸象的骨骸曾经被认为属于已经灭绝的巨人种族。猛犸象和现代大象的关系密切,有99.4%的基因相同。这两个物种在600万年前各自走上了不同的演化道路,与此同时,人类和黑猩猩也分道扬镳。

猛犸象与早期人类共同生活了一段时间,并成为早期人类的猎物。人们用它们的骨头和獠牙制造出各种武器和艺术品。

由于革命性的基因编辑技术,猛犸象的“复活”已经成为有了现实的可能性。科学家可以提取出在西伯利亚冰封了数千年的猛犸象DNA,然后利用基因编辑技术进行精确的选择和插入。目前最广泛使用的基因编辑技术被称为CRISPR/Cas9,自2012年诞生以来,它已经改变了基因工程的面貌。

该系统允许科学家以前所未有的精确度对DNA链进行“剪切和粘贴”操作。利用这项技术,科学家或许可以将保存下来的猛犸象DNA剪切粘贴到亚洲象身上,从而创造出猛犸象与亚洲象的杂交后代。

猛犸象在欧洲和北美冰冷的苔原上游荡了14万年,消失于更新世末期,即1万年前。它们的遗体通常不是石化的,而是冷冻保存在永久冻土层中,因此成为科学家研究最充分的史前动物之一。

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关键词:RNA木乃伊

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