Ген шерстистости. Ископаемые хромосомы впервые обнаружили в вымороженной коже мамонта

Об этом сообщают Smithsonian Magazine; Nature News.
В образце кожи мамонта, обитавшего на территории Сибири полсотни тысяч лет назад, исследователи нашли хромосомы, сохранившие свою первоначальную трехмерную конфигурацию. Прежде такое считалось в палеогенетике невозможным.
Также в этом исследовании удалось разглядеть пространственную организацию молекул ДНК мамонта и выявить гены, активные в его коже, включая один, ответственный за шерстистый облик животного.
Авторы открытия, которое опубликовано в журнале Cell, — большая международная группа ученых, среди которых есть сотрудники СО РАН и других научно-исследовательских центров России.
«Это исследование первое, в котором сообщается о трехмерной структуре древнего генома», — говорит эксперт Nature News Людовик Орландо (Ludovic Orlando) из Университета Поля Сабатье (Paul Sabatier University) в Тулузе, Франция.
Поскольку пространственная структура генома дает представление об активности генов, ее понимание может прояснить клеточную биологию кожи мамонта лучше, чем изучение только последовательности ДНК, отмечает он.
По словам Орландо, «эта работа просто беспрецедентна». ДНК со временем деградирует, поэтому прежде исследователи извлекали лишь не связанные между собой фрагменты ДНК, поясняет соавтор исследования Эрец Эйден (Erez Aiden) из Медицинского колледжа Бэйлора (Baylor College of Medicine) в Хьюстоне, штат Техас.
Реконструировать трехмерный геном из таких фрагментов практически невозможно: геном млекопитающих в 30 миллионов раз превышает размер типичного фрагмента древней ДНК, говорит Эйден. А неповрежденная хромосома, в которой находится единственная длинная молекула ДНК, содержащая часть генетического материала организма, примерно в миллион раз длиннее, чем большинство фрагментов древней ДНК.
Исходя из того, что трехмерная структура ДНК со временем исчезает, никто никогда не пытался изучить организацию хромосом в ядрах древних клеток. Но Эйден и его коллеги начали искать неповрежденные хромосомы в хорошо сохранившихся в вечной мерзлоте образцах кожи шерстистого мамонта (Mammuthus primigenius), которым было 52 000 лет, и вели свой поиск на протяжении девяти лет.
Обнаружив древние мамонтовы хромосомы, они проанализировали их структуру и установили детали фолдинга, то есть укладки, молекулы ДНК, ее пространственную организацию внутри клеточного ядра.
Благодаря этому удалось определить, какие гены были активны на момент гибели животного. Сравнение с современными слонами, ближайшими ныне живущими родственниками мамонтов, обнаружило не только сходство в числе и структуре хромосом, но и различия в активности генов, участвующих в росте волос и адаптации к холоду.

Марина АСТВАЦАТУРЯН