Po raz pierwszy odzyskano RNA wymarłego gatunku

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