Μια ανακάλυψη που ανατρέπει όσα γνωρίζαμε για τα όρια της βιολογικής μνήμης πέτυχαν επιστήμονες, ανακτώντας και αλληλουχώντας RNA από το μαμούθ Yuka, ηλικίας 39.000 ετών.
Μια ανακάλυψη που ανατρέπει όσα γνωρίζαμε για τα όρια της βιολογικής μνήμης πέτυχαν επιστήμονες, ανακτώντας και αλληλουχώντας RNA από το μαμούθ Yuka, ηλικίας 39.000 ετών. Το εύρημα αυτό, το αρχαιότερο RNA που έχει εντοπιστεί ποτέ, ανοίγει νέους δρόμους στην κατανόηση της ζωής εξαφανισμένων ειδών.
Η ανακάλυψη και αλληλούχηση RNA από το 39.000 ετών μαλλιαρό μαμούθ Yuka δεν αποτελεί απλώς ένα ακόμα εντυπωσιακό εύρημα παλαιογενετικής· συνιστά μια θεμελιώδη ανατροπή σε όσα πιστεύαμε για τα όρια της βιολογικής μνήμης. Το RNA, το πιο ευαίσθητο και φθαρτό μόριο της κυτταρικής ζωής, θεωρούνταν μέχρι πρόσφατα αδύνατο να διασωθεί για δεκάδες χιλιάδες χρόνια.
Κι όμως, μέσα στο παγωμένο υπέδαφος της Σιβηρίας, στο αιώνιο καταψυκτικό της γης που λειτουργεί ως φυσικό αρχείο προϊστορικών κόσμων, οι ερευνητές κατάφεραν ό,τι μέχρι χθες έμοιαζε επιστημονική φαντασία: να διαβάσουν τα μόρια που κάποτε μετέφεραν τις φευγαλέες εντολές των κυττάρων ενός ζώου που έζησε όταν η Ευρασία ήταν καλυμμένη από παγετώνες και ο άνθρωπος κυνηγούσε ακόμη με λίθινα εργαλεία.
Το καλύτερα διατηρημένο μαμούθ που έχει ποτέ βρεθεί
Το Yuka, ίσως το καλύτερα διατηρημένο μαμούθ που έχει ποτέ βρεθεί, ανασύρθηκε από κυνηγούς χαυλιοδόντων το 2010 και φυλάσσεται έκτοτε σε παγωμένο περιβάλλον στο Μουσείο του Γιακούτσκ. Από τα 10 δείγματα μαμούθ που μελέτησε η ομάδα του Εμίλιο Μάρμολ-Σάντσες, μόνο το RNA του Yuka βρέθηκε επαρκώς άθικτο ώστε να αναλυθεί λεπτομερώς.
Κι αυτό που αποκάλυψε ήταν ένας μικρόκοσμος βιολογικής πληροφορίας που επιβίωσε ενάντια σε κάθε προσδοκία. Το RNA, πιο ευάλωτο από το DNA λόγω της μονοκλωνικής του δομής και της χημικής του δραστικότητας, υποτίθεται πως καταστρέφεται γρήγορα. Ωστόσο οι ακραία ψυχρές, ξηρές συνθήκες του μόνιμου παγετού αποδείχθηκαν αρκετές όχι μόνο για να επιβραδύνουν τη φθορά του, αλλά και για να το διατηρήσουν σε βαθμό που επιτρέπει σύγχρονη γονιδιωματική ανάλυση.
Μια πρωτοφανής πρόοδος
Η σύγκριση με το προηγούμενο ρεκόρ —RNA από ένα 14.000 ετών λύκο— δείχνει πόσο γρήγορα μετατοπίζονται τα όρια της επιστήμης. Ο Όλιβερ Σμιθ, ο οποίος είχε ηγηθεί εκείνης της μελέτης, χαρακτήρισε την πρόοδο «πρωτοφανή», σημειώνοντας πως η αντίληψη για την ευθραυστότητα του RNA ίσως να ήταν υπερβολικά απαισιόδοξη. Ίσως οι συνθήκες διατήρησης, και όχι η ίδια η φύση του μορίου, να είναι το καθοριστικό στοιχείο όσον αφορά την επιβίωση του στο βάθος του χρόνου.
Μέσα από το RNA του Yuka, οι επιστήμονες μπόρεσαν να επιβεβαιώσουν το φύλο του ζώου – ήταν αρσενικό, παρά παλαιότερες υποθέσεις στηριγμένες στην εξωτερική μορφολογία. Πέρα όμως από τέτοιες επιβεβαιώσεις, η ανάλυση του μυϊκού transcriptome προσέφερε ένα παράθυρο στο τελευταίο κεφάλαιο της ζωής του ζώου.
Η έντονη έκφραση συγκεκριμένων γονιδίων που σχετίζονται με το στρες, όπως το ANKRD1, δείχνει ότι το μαμούθ υπέστη μια τραυματική και πιθανώς βίαιη κατάληξη. Τα σημάδια από νύχια στην κατεψυγμένη σάρκα του, που πιθανόν προήλθαν από σπηλαίολέοντες ή άλλα σαρκοφάγα, συνδέουν τη μοριακή μαρτυρία με τις ορατές πληγές.
Το πραγματικό άλμα, όμως, βρίσκεται στην ανακάλυψη δύο μέχρι πρότινος άγνωστων microRNAs. Αυτά τα μικροσκοπικά, μη κωδικά μόρια δεν παράγουν πρωτεΐνες, αλλά κατευθύνουν την επιγενετική ρύθμιση, δηλαδή το σύστημα που καθορίζει ποια γονίδια ενεργοποιούνται και πότε. Η παρουσία τους στο Yuka αποκαλύπτει μια πτυχή της βιολογίας των μαμούθ που δεν θα μπορούσε να φανεί ούτε από το DNA ούτε από τις πρωτεΐνες.
Επαναπροσδιορίζει τον ρόλο του RNA
Τα microRNAs χαρτογραφούν τη δυναμική απάντηση του οργανισμού στις πιέσεις του περιβάλλοντος, καταγράφοντας αλλαγές που μπορούν να περάσουν από γενιά σε γενιά πολύ γρηγορότερα από τις κλασικές μεταλλάξεις. Πρόκειται για μια «άλλη μορφή εξέλιξης», όπως σημειώνει ο Σμιθ, μια λεπτή, ρυθμιστική γραφή πάνω στο γονιδίωμα, που φωτίζει το πώς τα μαμούθ προσαρμόζονταν σε ακραίες συνθήκες πάγου.
Το εύρημα αυτό επαναπροσδιορίζει τον ρόλο του RNA στις παλαιογενετικές μελέτες. Μέχρι τώρα, η έρευνα εστιαζόταν στο DNA και στα πρωτεϊνικά κατάλοιπα, τα οποία δίνουν πληροφορίες για την ταυτότητα και τη φυσιολογία των εξαφανισμένων ειδών.
Το RNA, όμως, δεν αποτυπώνει μόνο τι ήταν ένα ζώο, αλλά και τι έκανε: ποια γονίδια ενεργοποιήθηκαν, πώς ανταποκρίθηκε στο στρες, τι βιολογικές διεργασίες βρίσκονταν εν εξελίξει λίγο πριν από τον θάνατό του. Αν το DNA είναι το βιβλίο της ζωής, το RNA είναι το ημερολόγιό της — και τώρα, για πρώτη φορά σε αυτή την κλίμακα αρχαιότητας, το ημερολόγιο ενός μαμούθ άνοιξε ξανά.
Η ανάκτηση RNA από τόσο παλιά δείγματα αποδεικνύει ότι η βιολογική πληροφορία είναι πολύ πιο ανθεκτική από όσο φανταζόμασταν. Αλλά κυρίως, ανοίγει νέες προοπτικές: δυνατότητα ανασύστασης των μεταβολικών καταστάσεων εξαφανισμένων ειδών, κατανόηση της επιγενετικής τους δυναμικής, ακόμη και χαρτογράφηση της υγείας και του στρες τους σε ατομικό επίπεδο. Δεν πρόκειται μόνο για ένα τεχνικό κατόρθωμα, αλλά για την έναρξη μιας νέας εποχής στην παλαιογενετική, όπου DNA, πρωτεΐνες και RNA λειτουργούν συνδυαστικά για να αποκαλύψουν τις ζωές που χάθηκαν.