在冻干的猛犸象遗骸中保存了 52,000 年的 3D DNA

大约52,000年前，一位女性毛茸茸的猛犸象长着毛茸茸的鲻鱼般的鬃毛，死在西伯利亚的一个山洞里。该地区干燥、寒冷的气候冻干了这个庞大的生物的身体，将其肉和皮肤变成了相当于毛茸茸的猛犸象肉干。

现在，这个保存完好的生物——绰号克里斯·瓦德尔（Chris Waddle），以退休的名字命名英国足球运动员他以“前方商务”、“后方派对”风格的发型而闻名，他放弃了一些灭绝物种的秘密。根据本周发表在该杂志上的一篇新论文，科学家们利用动物耳朵附近的一块皮肤重建了其DNA的三维结构细胞.

这项史无前例的壮举涉及50多名国际科学家，为了解动物的基因在活着时的行为方式提供了新的见解。更广泛地说，他们的方法可能有助于支持对当今活体动物的保护，并可能有助于”灭绝“长毛猛犸象.

“为了尽可能接近真正的猛犸象，人们需要知道（遗传）结构与亚洲象有何不同，”他说亨德里克·波纳尔，安大略省汉密尔顿麦克马斯特大学的生物学家，他没有参与这项研究，新科学家的科林·韦策尔。

通常，在动物死亡后，它的DNA分子开始分解并扩散开来，留下一团乱麻的遗传物质。当研究人员后来试图研究这种DNA时，就像试图阅读一本被颠倒和摇晃的书的散落页面。他们仍然可以学到很多东西，但这些遗传信息给他们带来了不完整的画面。

然而，由于52,000年历史的方式毛茸茸的猛犸象被保存下来，其遗传物质的几何形状仍然令人惊讶地完好无损，使研究人员能够非常详细地重建其遗传密码。为此，他们使用了一种称为“PaleoHi-C”的新技术，该技术帮助他们绘制了DNA片段的图谱，并以原始的三维配置重新组装了基因组。在这种情况下，研究猛犸象的古代DNA就像阅读“一堆有序的书页，上面有狗耳朵的角落，”他写道《科学美国人》的塞玛·伊克巴尔。

通过观察基因组的结构，科学家们可以“弄清楚哪些基因在特定动物死亡的那一刻是活跃的，哪些基因被抑制了，”该研究的合著者Marc A. Marti-Renom说，他是巴塞罗那国家基因组分析中心的研究员。华盛顿邮报的莉泽特·奥尔特加。

研究人员将猛犸象的DNA与现代人的基因组进行了比较亚洲象.他们发现了很多相似之处——例如，两种动物都有28对染色体——但也有一些重要的区别。报告称，这两个物种的皮肤基因中约有4.1%是不同的，其中包括一个与头发生长有关的基因。《纽约时报》'西奥布恩·罗伯茨。

他们的分析表明，负责毛发生长的基因在猛犸象中比在今天的大象中更活跃，这有助于解释为什么现代厚皮动物是秃头的，而它们的古代祖先却有甜美的头发。他们还确定了导致猛犸象耐寒的基因。

该团队很想知道猛犸象保存完好的DNA是否是一种侥幸，以及他们的“PaleoHi-C”方法是否适用于其他标本。因此，他们用牛肝进行了一系列实验室实验。他们使用加热和冷冻干燥对一些样品进行脱水，但保持其他样品新鲜，并在室温下将它们放在外面。

三天后，新鲜牛肉的DNA已经分解成一堆片段。但一年后，脱水样品中的DNA仍然具有其三维结构。

他们甚至尝试破坏脱水的DNA——使用一些非常有创意的方法，比如用汽车碾过它，然后用霰弹枪射击它。但是，它仍然坚持了下来。

他们丰富的样本表明，如果保存条件合适，同样的方法可能会应用于其他古代生物，甚至是木乃伊人类的遗骸。

“这项新工作为探索灭绝物种的生物学开辟了重大的新可能性，”伦敦自然历史博物馆的古生物学家阿德里安·李斯特（Adrian Lister）说，他没有参与这项研究。监护人的 Ian 样本。“这种特殊的保存可能在更古老的化石中发现......回到200万年前，为研究更古老的灭绝物种的生物学以及它们与现存亲戚的关系和差异提供了可能性。