РНК - короткоживущие транскрипты генов - из «щенка Тумата», волка эпохи плейстоцена, была выделена, и ее последовательность проанализирована в новом исследовании Оливера Смита из Копенгагенского университета и его коллег. публикация 30 июля в журнале открытого доступа PLOS Biology. Результаты подтверждают возможность изучения ряда транскриптов РНК древних организмов, что ранее считалось крайне маловероятным из-за короткой продолжительности жизни РНК.
ДНК, которая кодирует «твердую копию» генов, как известно, сохраняется в течение тысяч лет при благоприятных условиях. Но РНК - недолговечная рабочая копия гена, которая транскрибируется с ДНК в клетке и формирует инструкции для создания белков - быстро расщепляется в живых тканях набором перерабатывающих ферментов. Эта нестабильность обычно продолжается после смерти, и из-за этого исследователи обычно предполагали, что вероятность обнаружения неповрежденного комплемента РНК древней клетки - ее транскриптома - исчезающе мала. Но было несколько исключений, в основном у растений, что заставило авторов задуматься о том, могут ли существовать транскриптомы древних животных, достаточно хорошо сохранившиеся для секвенирования.
Они выделили и проанализировали РНК из ткани печени 14-300-летнего псового, возможно, волка или частично одомашненного волкоподобного существа, которое до его открытия сохранялось в вечной мерзлоте Сибири, а также ткани от двух волков 19-го и 20-го веков для сравнения. Используя различные транскриптомные методы и меры контроля качества, команда показала, что РНК, секвенированная из псовых эпохи плейстоцена, действительно репрезентативна для РНК животного со многими специфичными для печени транскриптами, которые соответствуют более современным образцам как волков, так и собак.
Транскриптом сибирских псовых является древнейшей РНК, секвенированной на сегодняшний день, превосходящей следующий самый старый транскриптом как минимум на 13 000 лет. Авторы отмечают, что в отличие от палеогеномики палеотранскриптомика вряд ли станет рутинной, поскольку даже в самых лучших условиях РНК сохраняется не так хорошо, как ДНК.
Тем не менее, вероятно, существует большое количество других естественно замороженных образцов, для которых возможна расшифровка транскриптома, что открывает для исследователей не только гены древних организмов, но и поток клеточной активности, закодированный транскриптомом..
«Исследователи древней ДНК ранее неохотно пытались секвенировать древнюю РНК, потому что она, как правило, более нестабильна, чем ДНК, и более склонна к ферментативной деградации», - сказал доктор Смит.«Однако после наших недавних успехов в секвенировании древней РНК из растительного материала мы предположили, что хорошо сохранившийся образец животного, замороженный в вечной мерзлоте, может содержать достаточно материала для секвенирования. К нашему удовольствию, мы обнаружили, что не только нашли РНК из разных тканей, но в некоторых случаях сигнал был настолько сильным, что мы могли различать ткани так, как это имеет биологический смысл.
Зная, что РНК действует как посредник между ДНК и белками, которые более стабильны, может возникнуть соблазн спросить: «Ну и что?». Но мы думаем, что будущее древней РНК имеет большой потенциал. Например, многие из наиболее клинически значимых сегодня вирусов имеют геномы РНК, и стадия РНК часто имеет решающее значение для понимания сложностей регуляции генов. Это может иметь последствия при обсуждении экологических стрессов и напряжений, которые движут эволюцией».