Ученым впервые удалось получить биологически активные клетки ископаемого животного и частично восстановить его ДНК.
Материал был взят из тканей мамонта, около 28 тысяч лет находившегося в вечной мерзлоте. Результаты исследования коллаборации специалистов из Японии и России опубликованы в журнале Scientific Reports .
Молодого мамонта, названного Юка, нашли в 2011 году на берегу моря Лаптевых в Усть-Янском районе Якутии. Его тело лежало в вечной мерзлоте, поэтому хорошо сохранилось до наших дней: мягкие ткани, головной мозг, шкура не затронуты гниением, а шерсть — яркого рыжего оттенка, который характерен для мамонтят. Ученые с помощью масс-спектрометра проанализировали костный мозг и мышечные ткани мамонта и установили, что в них присутствуют структуры, содержащие компоненты ядерного белка.
Как известно, в ядрах содержится большая часть генетического материала клетки — длинные линейные молекулы ДНК, связанные с хромосомами. Ядро можно назвать «центром управления» клетки: белки, которые входят в его состав, регулируют клеточные процессы с помощью экспрессии генов. Поэтому ядра могут быть источником большого количества биологической информации. В последнем исследовании генетики решили попробовать восстановить функции ядерных клеток ископаемого мамонтенка.
Шерстистый мамонт (Mammuthus primigenius) является одним из наиболее заметных ископаемых животных, его геном полностью расшифрован, что позволило восстановить последовательность генов гемоглобина и обнаружить в них мутации, которые помогли животным приспособиться к холодному климату.
Перед началом исследования ученые проверили белок из образцов тканей на принадлежность мамонту с помощью полного геномного секвенирования. Кроме того, был проведен сравнительный анализ геномных последовательностей и протеомных данных, который также подтвердил, что белки принадлежат мамонту, а не попали в ткани извне.
Затем ядроподобные структуры, полученные от мамонта, ученые перенесли в мышиные яйцеклетки: исследователи предположили, что при трансплантации в живые клетки ядра могут проявить биологическую активность. Метод пересадки клеточных ядер одного организма в другой называется методом ядерного переноса; он используется в клонировании для создания копии живого организма.
Часть клеток мамонта (21 %) действительно начала образовывать новые структуры, похожие на пронуклеусы (предшественники ядра, которые формируются в яйцеклетке в процессе оплодотворения), а также веретено деления, необходимое для сегрегации хромосом и деления клетки, — такое явление обычно наблюдается при клонировании. Эксперимент показал, что ядра клеток ископаемого до сих пор активны, как минимум частично. Также установлено, что с помощью мышиных яйцеклеток могут быть активизированы древние белки, связанные с ДНК, — гистоны.
Ученые считают, что исследование способно проложить путь к расшифровке биологической информации, которая содержится в клетках ископаемых животных, в частности — о механизмах эволюции и причинах вымирания. В то же время в статье подчеркивается, что клонирование мамонта по этой методике вряд ли возможно.
«Оптимизм в вопросах возрождения мамонта и использования результатов, полученных в данном исследовании, конечно, имеется. Все-таки впервые запустились ядерные белки мамонта. Я придерживаюсь позиции, что клонировать мамонта классическим путем нельзя. Но надеюсь, что когда-нибудь его удастся возродить. Возможно, используя подход Джорджа Черча с применением методики CRISPR», — отмечает один из авторов статьи, руководитель отдела изучения мамонтовой фауны Академии наук Республики Саха (Якутия), доктор биологических наук Альберт Васильевич Протопопов. — Возрождение вымерших животных — это возврат человеком долга перед природой. Есть мнение, что мамонты тоже были уничтожены людьми».
Якутские ученые сотрудничают с командой исследователей из Японии во главе с Акирой Иритани с конца 1990-х годов, совместных работ по изучению Юки было уже несколько, и получено немало результатов.
«К мамонту Юке относятся много эпитетов „впервые в мире“. У него обнаружили головной мозг — пока это единственный найденный мозг ископаемого животного в мире; обнаружили расширение на хоботе, благодаря которому мамонты могли зимой собирать снег для питья, когда водоемы замерзали. Это первый известный нам детеныш мамонта возраста 6—8 лет. Все остальные мамонтята имеют возраст около года. Сейчас идет реконструкция гибели Юки, мы наконец подготовили доказательную базу того, что его убили пещерные львы и потом разделали люди», — говорит Альберт Протопопов.
Александра Федосеева
Источник: