Starożytne DNA Ujawnia Historię Konia

2024 Autor: Daisy Haig | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 03:12

PARYŻ – W ubiegłą środę naukowcy powiedzieli, że odkryli DNA konia, który żył około 700 000 lat temu, co jest rekordowym wyczynem w młodej dziedzinie paleogenomiki.

Starożytne znalezisko wskazuje, że wszystkie dzisiejsze konie, a także osły i zebry, miały wspólnego przodka, który żył około cztery miliony lat temu, dwa razy wcześniej niż sądzono.

Przełom budzi również nadzieje, że wiele skamielin uznanych za bezużyteczne do pobierania próbek DNA może być w rzeczywistości wypchane skarbem genetycznym, twierdzą naukowcy.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature zespół stwierdził, że historia zaczęła się 10 lat temu od odkrycia kawałka skamieniałej kości końskiej w wiecznej zmarzlinie w miejscu zwanym Thistle Creek na terytorium Jukonu w Kanadzie.

„To kawałek kości metapodialnej” z nogi, powiedział Ludovic Orlando, francuski badacz z Centre for Geogenetics w duńskim Muzeum Historii Naturalnej.

„Jest to fragment o długości około 15 centymetrów (sześciu cali) i szerokości ośmiu centymetrów (3,2 cala)”.

Radiodatowanie gruntu, w którym znaleziono kość, wskazuje, że znajdujący się tam materiał organiczny – rozłożone liście itd. – został zdeponowany około 735 000 lat temu.

Próbka została zdumiewająco zachowana w głębokim chłodzie, ale czas musiał uszkodzić jej komórki, a tym samym ograniczyć szanse na wydobycie z niej użytecznego DNA.

„To była wyjątkowa szansa, aby wykorzystać naszą technologię do granic możliwości” – powiedział Orlando AFP.

„Szczerze mówiąc, sam nie sądziłem, że będzie to możliwe, kiedy po raz pierwszy zajęliśmy się tym pomysłem”.

Te wczesne wątpliwości zaczęły ustępować w laboratorium, kiedy naukowcom udało się zlokalizować pozostałości kolagenu – głównego białka występującego w kościach, a także biologiczne markery naczyń krwionośnych.

A co z DNA komórkowym?

W tym momencie przyszło rozczarowanie. Technologia dostępna na początku analizy trzy lata temu nie była w stanie zebrać tych malutkich skrawków DNA i przekształcić je w zrozumiały kod.

„Udało nam się uzyskać fragment sekwencji DNA tylko raz na 200 prób” – powiedział Orlando.

To, co zmieniło rzeczy, to zmiana pokoleniowa w technologii sekwencjonowania.

Wykorzystując innowację w badaniach medycznych, naukowcy znaleźli sposób na rozwikłanie cząsteczek DNA bez konieczności ich „wzmacniania” w maszynie sekwencjonującej.

Takie podejście oznaczało, że cenna próbka nie została zmarnowana przez niekończące się awarie, a ryzyko dalszej degradacji w wyniku obsługi i ekspozycji na powietrze zostało zminimalizowane.

Rezultatem była trzy- do czterokrotna poprawa wskaźnika powodzenia, która wzrosła do współczynnika 10, gdy temperatura i metoda ekstrakcji były dalej modyfikowane.

„Poszliśmy z jednego na 200 do mniej więcej jednego na 20”, powiedział Orlando.

„Wyłoniły się z tego malutkie skrawki sekwencji, które następnie musieliśmy ponownie złożyć w pełny kod genetyczny” – powiedział.

„To jak naprawianie wazonu, który rozbił się na tysiąc kawałków – tylko ten ma miliardy kawałków!”

Rezultatem jest najstarszy genom, który został w pełni zsekwencjonowany – od zwierzęcia, które żyło między 560 000 a 780 000 lat temu.

Poprzedni rekord został ustanowiony przez sekwencjonowanie tajemniczego człowieka znanego jako hominin Denisova, który żył od 70 000 do 80 000 lat temu.

Sekwencja konia została porównana z genomem konia żyjącego w późnym plejstocenie 43 000 lat temu, a także z genomem pięciu współczesnych ras koni, konia Przewalskiego (dzikiego gatunku koniowatego, który odbiegał od konia domowego), i osioł.

„Nasze analizy sugerują, że rodowód Equus dający początek wszystkim współczesnym koniom, zebrom i osłom pochodzi od czterech do 4,5 miliona lat przed teraźniejszością, czyli dwa razy dłużej niż konwencjonalnie przyjęty czas” – czytamy w badaniu.

Sugeruje również, że starania o zachowanie konia Przewalskiego poprzez krzyżowanie go z rasami domowymi są uzasadnione genetycznie. Wydaje się, że w dzikim wariancie było niewiele ingerencji genetycznych.

Poza tym natychmiastowym odkryciem naukowcy są przekonani, że ich praca pewnego dnia rzuci światło na prehistoryczne zwierzęta, a nawet naszych przodków, dzięki skamieniałościom, których DNA jest konwencjonalnie uważane za zbyt zdegradowane, aby można je było zsekwencjonować.

„W bardzo zimnych warunkach około 10 procent cząsteczek o małych rozmiarach ma duże szanse na przetrwanie powyżej miliona lat” – powiedział Orlando.

„Otworzyliśmy drzwi, o których myśleliśmy, że były zamknięte na zawsze. Wszystko zależy od postępu technologicznego, ale mamy mnóstwo argumentów, by wierzyć, że przyszłość zaprowadzi nas do skarbu, a nie do ślepego zaułka”.