раскопки мамонта

Либерман Эйден и его коллеги обнаружили практически неповрежденные хромосомы в образцах кожи шерстистого мамонта возрастом 52 000 лет, найденного в вечной мерзлоте Якутии.

Обычно с течением времени ДНК разрушается и «разрывается» на фрагменты. Эти «обрывки» слишком короткие, чтобы восстановить полную последовательность ДНК в составе хромосом и определить «расположение» ДНК в трехмерном пространстве ядра. «До сих пор мы могли “читать” только небольшие фрагменты древней ДНК, — говорит соавтор исследования Хуан Антонио Родригес. — Такие фрагменты состояли примерно из 100 нуклеотидов, но мы не знали, в каком порядке они располагались в геноме мамонта. Это как отдельно взятые, непронумерованные страницы книги». Результаты нового исследования, по словам Родригеса, позволят «расположить эти страницы по порядку».

С помощью метода Hi-C ученые проанализировали строение хромосом мамонта и их трехмерную «упаковку» в ядре.

Оказалось, что у мамонтов, как и у их ближайших родственников — современных слонов — 28 хромосом. Геномы двух животных имеют «почти идентичную» структуру, — говорит один из руководителей исследования Томас Гилберт. «Для нас это не очень интересный результат — зато отличная новость для тех, кто работает над воссозданием мамонта». Например, биотехнологическая компания Colossal Biosciences планирует вставить гены мамонта в геном слона — а это гораздо проще сделать, если хромосомы двух видов почти идентичны. Полученный эмбрион можно затем подсадить самке современного слона, чтобы получить «мамонтоподобное» существо.

А трехмерная «упаковка» ДНК помогла ученым понять регуляцию работы генов у мамонта. Либерман Эйден, руководитель исследования, и он же изобретатель метода Hi-C, отмечает, что трехмерная структура генома «многое говорит о [его] функции» и помогает «выяснить, какие гены были активны, а какие — неактивны». Как выяснили ученые, у мамонта сильнее работали гены, связанные с ростом шерсти и адаптацией к холоду, чем у слона.

Как же ДНК мамонта сохранила свою трехмерную структуру спустя 52 тысяч лет? Исследователи предположили, что из-за обезвоживания хромосомы находились в «остекленевшем» состоянии: движение молекул практически останавливалось, и молекулы ДНК оставались плотно «упакованными» и неподвижными. Похожая процедура обезвоживания используется в производстве вяленой говядины. Свою теорию исследователи подтвердили с помощью экспериментов: обезвоженную говядину подвергали экстремальным воздействиям, в том числе выстрелу из пистолета и наезду автомобиля. Хоть говядина разбивалась, как стекло, но хромосомы оставались целыми.

По словам Эрионы Хисолли из Colossal Bioscience, которая работает над «воскрешением» шерстистого мамонта, с помощью описанного в статье подхода можно собрать геном мамонта, то есть определить полную последовательность его ДНК. В свою очередь, это поможет воплотить смелый план компании по созданию «мамонтоподобного» гибрида слона и мамонта, которого можно будет вернуть в его естественную среду обитания.

Большой вклад в работу внесли российские ученые из ИЦиГ СО РАН и ИМКБ СО РАН и сотрудники Музея мамонта: они предоставляли образцы, проводили гистологические исследования, выполняли Hi-C на многих образцах. Новосибирский ученый, член-корреспондент РАН Александр Графодатский, предлагает провести аналогичное исследование на «других замороженных организмах», например, ленской лошади, замороженных львятах.