Po raz pierwszy odzyskano RNA wymarłego gatunku

Korzystając z próbek mięśni i skóry ze 132-letniego okazu wilka workowatego, zwanego też tygrysem tasmańskim, naukowcom udało się wyizolować sekwencje RNA. Osiągnięcie to pokazuje, że okazy muzealne na całym świecie mogą dostarczyć nowych informacji na temat dawno wymarłych gatunków.

W nowych badanach naukowcy z Uniwersytetu w Sztokholmie wyizolowali i zsekwencjonowali cząsteczkę RNA z ponad stuletniego okazu muzealnego wilka workowatego. Materiał ten dostarcza informacji o genach zwierzęcia i białkach wytwarzanych w jego komórkach i tkankach. Osiągnięcie naukowców ma istotne implikacje dla wysiłków na rzecz wskrzeszenia wymarłych gatunków, w tym zarówno wilka workowatego, jak i mamuta włochatego.

Opis i rezultaty badań ukazały się na łamach pisma "Genome Research" (DOI: 10.1101/gr.277663.123).

Wilk workowaty, nazywany też wilkoworem tasmańskim lub tygrysem tasmańskim, ze względu na swoje pasiaste umaszczenie, był największym drapieżnym torbaczem w czasach współczesnych. Pierwotnie zamieszkiwał tereny Australii kontynentalnej oraz Nowej Gwinei, jednak został z nich wyparty w zamierzchłych czasach i ostatnie znane nam populacje żyły tylko na Tasmanii.

Do wyginięcia gatunku przyczyniła się europejska kolonizacja. Zwierzęta te zostały uznane za szkodniki i w roku 1888 wyznaczono nagrodę w wysokości jednego funta za każdego zabitego dorosłego osobnika. To był początek ich końca. W 1936 roku umarł ostatni przedstawiciel gatunku, który mieszkał w Beaumaris Zoo w Hobart na Tasmanii.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

W zrozumiały sposób ich wyginięcie nieodwracalnie zmieniło tamtejsze środowisko. Ale naturalny habitat wilkowora tasmańskiego został w większości zachowany. Szwedzcy naukowcy zasugerowali nawet w komunikacie prasowym, że jego ponowne wprowadzenie mogłoby pomóc w przywróceniu dawnej równowagi ekosystemowej utraconej po jego ostatecznym zniknięciu.

Nie byłoby to jednak łatwe. Wymagałoby to gruntownej wiedzy o genomie zwierzęcia. Jednakże nawet to nie umożliwiałoby jeszcze przywrócenia ich do życia. Konieczne byłoby bowiem również dokładne zrozumienie dynamiki ekspresji genów w odniesieniu do konkretnych tkanek a także funkcjonowania regulacji genów. A to z kolei moglibyśmy uzyskać jedynie dokładnie analizując RNA.

Być może stanie się to możliwe – i to nie tylko w odniesieniu do wilków workowatych. Naukowcy dysponują dobrze zachowanym ciałem jednego z nich, które znajduje się w Szwedzkim Muzeum Historii Naturalnej w Sztokholmie i jest przechowywane w temperaturze pokojowej. Jego wiek to 132 lata. I właśnie stan zachowania okazu umożliwił badaczom zsekwencjonowanie transkryptomu jego skóry oraz tkanek mięśni szkieletowych. Dokonano tego po raz pierwszy w historii.

To z kolei umożliwiło zidentyfikowanie sygnatur wspomnianej powyżej ekspresji genów, która nawiasem mówiąc okazała się zbliżona do tej obecnej u współcześnie żyjących torbaczy. Co więcej, uzyskane transkryptomy okazały się wyjątkowo dobrej jakości. Na tyle, że możliwe było wyodrębnienie konkretnych białek kodujących RNA charakterystycznych właśnie dla skóry i mięśni. A to z kolei pozwoliło na przypisanie tych genów RNA rybosomalnego oraz mikroRNA, których akurat brakowało.

Uzyskanie RNA z próbek historycznych było dużym wyzwaniem, ponieważ w przeciwieństwie do DNA, które jest bardziej stabilne i zostało już wyekstrahowane z wymarłych gatunków, które żyły nawet milion lat temu, RNA szybko rozpada się na mniejsze fragmenty. - Uważa się, że poza żywymi komórkami ulega on degradacji lub zniszczeniu w ciągu kilku minut – powiedział współautor badania Marc Friedländer, genetyk z Uniwersytetu w Sztokholmie.

W próbkach mięśni zespół badawczy znalazł sekwencje odpowiadające 236 genom, w tym takie, które kodują aktynę i tytynę – białka umożliwiające rozciąganie i kurczenie się mięśni. Z kolei w próbkach skóry uczeni znaleźli sekwencje odpowiadające 270 genom, w tym temu, który koduje białko strukturalne keratynę. Naukowcy odkryli także niewielką liczbę cząsteczek RNA wirusów, które towarzyszyły temu osobnikowi wilkowora tasmańskiego. Możliwość prześledzenia i odzyskania tych cząsteczek otwiera drzwi do badania starożytnych wirusów.

Możliwości, jakie daje to niewątpliwe osiągnięcie wydają się wręcz olbrzymie. Być może jesteśmy u progu nowej ery w paleogenetyce. Pamiętajmy też o tym, że na całym świecie w muzeach na ekspozycjach znajduje się wiele zmarłych dawno zwierząt. I być może w przypadku znaczącej ich ilości również możliwe stałoby się zsekwencjonowanie ich RNA. Być może w podobny sposób będziemy w stanie sekwencjonować również RNA wirusów i to w takim stopniu, że zbadamy ich genetycznych protoplastów.

Źródło: Stockholm University, Nature