冷冻又干燥的猛犸象身体揭示了最完整的古代生物基因组

bjylkjyxgs2个月前新闻资讯39
摘要:

科学家们组装出了最完整的长毛猛犸象基因组三维重建图,这要归功于一个死后直接"冻干"的保存完好的标本。由于其 DNA 被保存在类似玻璃的状态下,研究小组首次发现了染色体化石,甚至可以看到哪些基因处于开启和关闭状态。

长毛象和其他冰河时期的动物经常被拖出永久冻土层,它们的软组织保存得相对完好。但是,经过数万年,甚至长达一百万年的时间,这些古老的 DNA 通常会被分解成小的片段,因此很难重建拼图。

尽管如此,科学家们之前已经成功地对猛犸象的基因组进行了测序,但这只是成功的一半。该基因组的三维结构提供了大量额外信息,这对于像Colossal 这样计划在未来十年内复活长毛猛犸象的初创公司来说至关重要。

现在,科学家发现了一只保存完好的猛犸象,它保留了这种三维结构。这具大型雌性标本的历史可以追溯到 5.2 万年前,于 2018 年在西伯利亚东北部的永久冻土层中被挖出。幸运的是,在这头巨象死后,天气似乎有效地将它的尸体迅速冻干,使其细胞结构保持得比平常更完整。这导致DNA片段比大多数古代样本中发现的片段长达一百万倍。

_webp 图像,2880x4320 像素) — 缩放 (29-.jpg

冻干猛犸象脚的一部分

研究人员从猛犸象的耳后提取了皮肤样本,从中提取了DNA,然后用一种叫做Hi-C的方法进行了分析。这种技术的工作原理是检测细胞核中哪些DNA片段物理上靠得很近,这意味着它们更有可能相互作用。由此可以绘制出基因组的三维结构图。Hi-C 已经被用于绘制人类基因组图谱。

该研究的通讯作者马克-A-马蒂-雷诺姆(Marc A. Marti-Renom)说:"想象一下,你有一个有 30 亿块拼图,但你没有最终拼图的图片。Hi-C让你在开始拼拼图之前,就能得到一幅近似的图画。"

研究人员以现代大象的基因组为模板,利用Hi-C绘制了第一张猛犸象基因组三维图。结果显示,猛犸象有 28 条染色体,与活着的大象数量相同。

令人难以置信的是,长毛象的基因组被保存得非常详细,研究小组可以看到帮助调控基因的纳米级环路,甚至可以确定哪些基因在长毛象的皮肤细胞中处于活跃和非活跃状态。这些基因激活模式与在亚洲象身上看到的不同,这可能表明基因与亚洲象的耐寒性和它身上的"绒毛"有关。

马蒂-雷诺姆说:"我们第一次有了一个长毛象组织,可以大致知道哪些基因被开启,哪些基因被关闭。这是一种非同寻常的新型数据,它是对任何古代DNA样本中基因的细胞特异性基因活性的首次测量。"

研究小组表示,下一步将研究猛犸象其他组织的基因表达模式。这些数据可能对猛犸象的灭绝工作极为重要。这项技术还可用于其他保存完好的古代DNA样本,包括木乃伊。

这项研究发表在《细胞》杂志上。

相关文章

新型疫苗/现有药物组合可将黑色素瘤复发风险降低49%

新型疫苗/现有药物组合可将黑色素瘤复发风险降低49%

摘要:将新型黑色素瘤疫苗与现有抗癌药物相结合的人体试验结果表明,在三年的时间里,联合治疗将黑色素瘤复发的风险降低了 49%,扩散的风险降低了 62%。 根据黑色素瘤研究联盟(Melanoma Res...

"黑色黄金"与绿色能源长在一起:未来有机会从煤矿中开采稀土

"黑色黄金"与绿色能源长在一起:未来有机会从煤矿中开采稀土

摘要:新的研究记录了犹他州和科罗拉多州煤层上方和下方这些能源转型所需的金属含量升高的情况。具有讽刺意味的是,世界能源系统从化石燃料转型所需的指定关键矿藏可能与煤炭矿藏位于同一地点,而这些煤炭矿藏是为了...

Landsat 9 卫星带你窥探特尔费尔矿的丰富矿藏

Landsat 9 卫星带你窥探特尔费尔矿的丰富矿藏

摘要:特尔费尔是澳大利亚产量最高的金矿之一,位于大沙沙漠。特尔费尔矿位于西澳大利亚州,在马图土著人的土地上运营,从大约 6 亿年前形成的沉积岩中开采金银。该矿包括露天开采、地下作业和废料池。2023...

研究发现超过四分之一的抗生素处方用于对其无效的病症

研究发现超过四分之一的抗生素处方用于对其无效的病症

摘要:最新研究发现,美国医生在开具抗生素处方时并没有遵守规则。尽管抗生素耐药性有所上升,但在2017年至2021年期间,超过四分之一的抗生素处方都是针对对其无效的病症。抗生素耐药性在全球范围内的上升及...

新研究发现一些植物牛排和冷盘产品营养状况堪忧 糖多蛋白质少

新研究发现一些植物牛排和冷盘产品营养状况堪忧 糖多蛋白质少

摘要:植物肉模仿了从牛肉到海鲜等一系列动物产品,令人印象深刻。然而,问题依然存在:它们的营养价值如何?根据美国化学学会最近在《农业与食品化学杂志》上发表的一项研究,虽然"植物牛排"...

超出使用年限后将如何“摧毁”国际空间站? NASA分享该计划细节

超出使用年限后将如何“摧毁”国际空间站? NASA分享该计划细节

摘要:北京时间7月18日,过去23年,国际空间站一直是数百名宇航员的避风港,但是它的日子已经屈指可数了。今年6月,美国宇航局(NASA)授予埃隆·马斯克(Elon Musk)旗下SpaceX高达8.4...