Геном мамонта в 3D: революция в изучении древней ДНК

Примерно 52 000 лет назад шерстистый мамонт умер в тундре Сибири, и его тело мгновенно замерзло в леденящем холоде, что привело к уникальному сохранению его ДНК. В 2018 году международная экспедиция обнаружила хорошо сохранившееся тело мамонта и взяла образцы кожи с головы и уха, включая волосы.

Исследователи смогли создать трёхмерную реконструкцию генома шерстистого мамонта с нанометровой точностью, результаты которой были опубликованы в журнале Cell. Этот прорыв позволяет исследовать структуры ДНК, которые ранее не удавалось детально анализировать даже у современных людей.

Ранее попытки восстановить древнюю ДНК приводили к созданию неполных карт, так как у учёных были только небольшие фрагменты генетического материала. Однако благодаря новому методу реконструкции древней ДНК, названному PaleoHi-C, удалось собрать полный древний геном в 3D.

Команда учёных, работавшая над проектом, использовала современные методы для анализа взаимодействий между различными генетическими участками внутри ядра клетки. Эти данные позволили создать трёхмерную модель генома и выявить, какие гены были активны, а какие - нет, как у мамонта, так и у его ближайших современных родственников – азиатских слонов.

В ходе исследования было выявлено около 820 генов, отличающихся между мамонтом и слоном, 425 из которых были активны у мамонта, но не у слона. Один из неактивных у мамонта генов, который активен у слонов, также выключен у инуитов из Нунавика, что, возможно, связано с адаптацией к холодному климату. Другой ген, ответственный за обильный рост шерсти, также оказался отключён у мамонтов.

Учёные также выяснили, что долговечность геномной архитектуры мамонта могла быть обеспечена процессом обезвоживания, аналогичным тому, который используется для сохранения продуктов. ДНК мамонта, вероятно, была сохранена в состоянии, называемом «хромостекло», что позволило ей выжить на протяжении тысячелетий.

В дальнейшем исследователи планируют изучать выражение генов в других тканях мамонта и сравнивать их с современными слонами. Эти исследования не только помогут лучше понять эволюцию, но и могут способствовать текущим попыткам воссоздать шерстистых мамонтов.