Μαμούθ 52.000 ετών έκρυβε τα πρώτα απολιθωμένα χρωμοσώματα

Για πρώτη φορά στα χρονικά της Γενετικής, χρωμοσώματα που διατηρούν σχεδόν άθικτη τη δομή και το DNA τους βρέθηκαν στο δέρμα ενός μαμούθ που καταψύχθηκε και μουμιοποιήθηκε στη Σιβηρία πριν από 52.000 χρόνια.

Εδώ και δεκαετίες οι παλαιοντολόγοι γνωρίζουν ότι μικρά τμήματα DNA μπορούν να διατηρηθούν για εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια κάτω από τις κατάλληλες συνθήκες. Μέχρι σήμερα, το ρεκόρ ανήκει σε DNA δύο εκατομμυρίων ετών που ανακτήθηκε από το περμαφρόστ, δηλαδή το μονίμως παγωμένο έδαφος, της Γροιλανδίας.

Το γενετικό υλικό που απομονώθηκε από το μαμούθ διαφέρει σημαντικά, αφού τα μόρια DNA ήταν περίπου ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερα από ό,τι τα τυπικά μόρια αρχαίου DNA.

Επιπλέον, τα μόρια DNA διατηρούν την τρισδιάστατη οργάνωσή τους μέσα σε ορατά χρωμοσώματα.

«Γνωρίζουμε ότι μικροσκοπικά θραύσματα αρχαίου DNA μπορούν να διατηρηθούν για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Εδώ όμως έχουμε ένα δείγμα όπου η τρισδιάστατη δομή αυτών των θραυσμάτων DNA πάγωσε στη θέση της για δεκάδες χιλιάδες χρόνια, διατηρώντας έτσι τη δομή ολόκληρου του χρωμοσώματος» δήλωσε η δρ Μαρσέλα Σάντοβαλ-Βελάσκο του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης, πρώτη συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύεται στην έγκριτη επιθεώρηση Cell.

Λυοφιλίωση

Η ομάδα της Σάντοβαλ-Βελάσκο πέρασε πέντε χρόνια εξετάζοντας δείγματα προϊστορικού βιολογικού υλικού, πριν καταλήξει στο συγκεκριμένο μαμούθ που ήρθε το φως το 2018.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι το ζώο υπέστη αυθόρμητη λυοφιλίωση (ή κρυοξήρανση), στην οποία ο πάγος μετατρέπεται απευθείας σε ατμό και προκαλεί έτσι αφυδάτωση του δείγματος. Ουσιαστικά πρόκειται για μια διαδικασία ξήρανσης σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν, μια διαδικασία που εφαρμόζεται σήμερα για τη συντήρηση ευαίσθητων τροφίμων.

Η εξέταση του ιστού με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο αποκάλυψε ότι τα τριχωτά μαμούθ (Mammuthus primigenius), διέθεταν 28 ζευγάρια χρωμοσωμάτων όπως οι σημερινοί ελέφαντες, οι πλησιέστερο ζώντες συγγενείς τους.

Οι ερευνητές εντόπισαν ακόμα και «βρόχους DNA», μικρές θηλιές, διαμέτρου 50 μικρομέτρων, που σχηματίζει το μόριο του DNA σε περιοχές όπου βρίσκονται ενεργά γονίδια.

Σε ένα ζωντανό κύτταρο, οι περιοχές με ενεργά γονίδια διαχωρίζονται από τις περιοχές με ανενεργά γονίδια, κάτι που σημαίνει ότι η τρισδιάστατη οργάνωση των χρωμοσωμάτων δίνει πληροφορίες για το γενετικό πρόγραμμα που εκτελεί το συγκεκριμένο κύτταρο.

Μεταξύ άλλων, η ανάλυση αποκάλυψε ότι στο δέρμα των μαμούθ εκφράζονταν γονίδια που αφορούν το μακρύ τρίχωμα του είδους, γονίδια που έχουν εκλείψει από τους σημερινούς άτριχους ελέφαντες.

Η ίδια τεχνική, λένε οι ερευνητές, θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε άλλα δείγματα αρχαίου βιολογικού υλικού, όπως για παράδειγμα οι μούμιες της Αιγύπτου.