Forskare vid Stockholms universitet har isolerat och sekvenserat den äldsta RNA som någonsin återfunnits, från en ullig mammut bevarad i sibirisk permafrost i nästan 40 000 år. Detta genombrott avslöjar aktiva gener i mammutens vävnader och ger insikter i dess biologi och sista ögonblick. Resultaten, publicerade i Cell, visar RNA:s förvånansvärt långa livslängd och öppnar nya vägar för att studera utdöda arter.
För första gången har forskare framgångsrikt extraherat och sekvenserat RNA från istids ulliga mammutar, vilket markerar en milstolpe inom paleogenomik. RNA:n kommer från muskelvävnad hos Yuka, en ung mammut som dog för cirka 40 000 år sedan och grävdes upp ur sibirisk permafrost. Under ledning av Emilio Mármol, tidigare postdoktoralforskare vid Stockholms universitet och nu vid Globe Institute i Köpenhamn, samarbetade teamet med SciLifeLab och Centre for Palaeogenetics, en gemensam satsning mellan Stockholms universitet och Naturhistoriska riksmuseet.
Studien, publicerad i tidskriften Cell, visar att RNA kan bestå sida vid sida med DNA och proteiner i årtusenden, till skillnad från tidigare antaganden om dess skörhet. Sekvenserna avslöjar vilka gener som var aktiva i mammutens muskler och kodar för proteiner involverade i muskelsammandragning och metaboliska svar på stress. "Vi hittade tecken på cellstress, vilket kanske inte är förvånande eftersom tidigare forskning tyder på att Yuka attackerades av grottlejon strax före sin död," säger Emilio Mármol.
Bland upptäckterna fanns forntida microRNA, icke-kodande RNA som reglerar genaktivitet. Dessa gav direkt bevis för genreglering i realtid hos mammuten och bekräftade dess ursprung genom sällsynta mutationer. "RNA som inte kodar för proteiner, som microRNA, var bland de mest spännande fynden vi gjorde," säger Marc Friedländer, docent vid Stockholms universitets institution för molekylär biovetenskap. Bastian Fromm, docent vid Arktiska universitetmuseet i Norge, noterade att de till och med upptäckte nya gener baserat enbart på RNA-bevis.
"Med RNA kan vi få direkt bevis på vilka gener som är 'tända', vilket ger en inblick i de sista ögonblicken i livet för en mammut som vandrade på jorden under den sista istiden," förklarar Mármol. Love Dalén, professor i evolutionär genetik vid Stockholms universitet, tillägger: "Våra resultat visar att RNA-molekyler kan överleva mycket längre än vad man tidigare trott. Det innebär att vi inte bara kommer att kunna studera vilka gener som är 'tända' hos olika utdöda djur, utan det kommer också att vara möjligt att sekvensera RNA-virus, som influensa och coronaviruss, bevarade i istidsrester."
Ulliga mammutar vandrade runt i Eurasien och Nordamerika under den sista istiden, från cirka 115 000 till 11 500 år sedan, och anpassade sig till kalla klimat med tjocka pälsar och krökta betar. De försvann när klimatet värmdes upp, med isolerade populationer som överlevde fram till omkring 4 000 år sedan. Detta RNA-arbete kan integreras med DNA- och proteinstudier för att fördjupa förståelsen av utdöd megafauna.