Το αρχαίο DNA αποκαλύπτει την ιστορία του αλόγου

2024 Συγγραφέας: Daisy Haig | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 03:07

ΠΑΡΙΣΙ - Οι επιστήμονες την περασμένη Τετάρτη δήλωσαν ότι είχαν ξεδιπλώσει το DNA ενός αλόγου που έζησε πριν από 700, 000 χρόνια, ένα σπάζοντας ρεκόρ στο νέο πεδίο της παλαιο-γονιδιωματικής.

Το αρχαίο εύρημα δείχνει ότι όλα τα άλογα σήμερα, καθώς και τα γαϊδούρια και οι ζέβρες, μοιράστηκαν έναν κοινό πρόγονο που έζησε πριν από τέσσερα εκατομμύρια χρόνια, δύο φορές νωρίτερα από ό, τι πιστεύεται.

Η ανακάλυψη δημιουργεί επίσης ελπίδες ότι πολλά απολιθώματα που θεωρούνται άχρηστα για τη δειγματοληψία DNA μπορεί στην πραγματικότητα να είναι γεμάτα με γενετικό θησαυρό, ανέφεραν οι ερευνητές.

Αναφέροντας στο περιοδικό Nature, η ομάδα είπε ότι η ιστορία ξεκίνησε πριν από 10 χρόνια, με την ανακάλυψη ενός απολιθωμένου οστού αλόγου στο περμαντρόστ σε μια τοποθεσία που ονομάζεται Thistle Creek, στην περιοχή Yukon του Καναδά.

"Είναι ένα κομμάτι μεταπόδιο οστού" από το πόδι, δήλωσε ο Λούντοβιτς Ορλάντο, Γάλλος ερευνητής στο Κέντρο Γεωγενολογίας στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας της Δανίας.

"Είναι ένα θραύσμα μήκους περίπου 15 εκατοστών (έξι ίντσες) πλάτους οκτώ εκατοστών (3,2 ίντσες)."

Η ακτινοβόληση του εδάφους στο οποίο βρέθηκε το οστό υποδηλώνει ότι το οργανικό υλικό εκεί - τα αποσυντεθειμένα φύλλα και ούτω καθεξής - εναποτέθηκε περίπου 735.000 χρόνια πριν.

Το δείγμα είχε διατηρηθεί εκπληκτικά στη βαθιά ψύξη - αλλά ο χρόνος ήταν βέβαιο ότι είχε καταστρέψει τα κύτταρα του και έτσι περιορίζει τις πιθανότητες να πειράξει το χρήσιμο DNA από αυτό.

"Ήταν μια μοναδική ευκαιρία να ωθήσουμε την τεχνολογία μας στο όριο", δήλωσε ο Ορλάντο στο AFP.

"Για να είμαι ειλικρινής, εγώ ο ίδιος δεν πίστευα ότι θα ήταν δυνατό όταν αντιμετωπίσαμε για πρώτη φορά την ιδέα."

Αυτές οι πρώτες αμφιβολίες άρχισαν να αυξάνονται στο εργαστήριο, όταν οι ερευνητές κατάφεραν να εντοπίσουν υπολείμματα κολλαγόνου - την κύρια πρωτεΐνη που βρέθηκε στα οστά, καθώς και βιολογικούς δείκτες για τα αιμοφόρα αγγεία.

Τι γίνεται με το κυτταρικό DNA

Σε αυτό το σημείο, ήρθε η απογοήτευση. Η διαθέσιμη τεχνολογία στην αρχή της ανάλυσης πριν από τρία χρόνια δεν κατάφερε να πάρει αυτά τα μικροσκοπικά απορρίμματα DNA και να τα μετατρέψει σε κατανοητό κώδικα.

"Ήμασταν σε θέση να πάρουμε μόνο ένα κομμάτι αλληλουχίας DNA περίπου μία φορά στις 200 προσπάθειες", δήλωσε ο Ορλάντο.

Αυτό που άλλαξε τα πράγματα ήταν μια γενετική αλλαγή στην τεχνολογία αλληλούχησης.

Αξιοποιώντας μια καινοτομία στην ιατρική έρευνα, οι επιστήμονες βρήκαν έναν τρόπο να ξεδιπλώσουν τα μόρια DNA χωρίς να χρειάζεται να τα «ενισχύσουν» σε μια μηχανή αλληλουχίας.

Αυτή η προσέγγιση σήμαινε ότι το πολύτιμο δείγμα δεν σπαταλήθηκε από ατελείωτες αστοχίες και ελαχιστοποιήθηκε ο κίνδυνος περαιτέρω υποβάθμισης μέσω του χειρισμού και της έκθεσης στον αέρα.

Το αποτέλεσμα ήταν μια βελτίωση τριών έως τετραπλάσιων στο ποσοστό επιτυχίας, η οποία αυξήθηκε σε συντελεστή 10 όταν η θερμοκρασία και η μέθοδος εκχύλισης τροποποιήθηκαν περαιτέρω.

"Πήγαμε από ένα στα 200 σε περίπου ένα στα 20", δήλωσε ο Ορλάντο.

"Αυτό που προέκυψε από αυτό ήταν μικροσκοπικά αποσπάσματα ακολουθιών, τα οποία στη συνέχεια έπρεπε να ξανασυναρμολογήσουμε σε έναν πλήρη γενετικό κώδικα", είπε.

"Είναι σαν να επιδιορθώνεις ένα βάζο που έχει σπάσει σε χίλια κομμάτια - μόνο αυτό έχει δισεκατομμύρια κομμάτια!"

Το αποτέλεσμα είναι το παλαιότερο γονιδίωμα που έχει αλληλουχηθεί πλήρως - από ένα ζώο που έζησε μεταξύ 560, 000 και 780, 000 χρόνια πριν.

Το προηγούμενο ρεκόρ κρατήθηκε από την αλληλουχία ενός αινιγματικού ανθρώπου γνωστού ως Denisova hominin, ο οποίος έζησε πριν από 70, 000 έως 80, 000 χρόνια.

Η ακολουθία αλόγων συγκρίθηκε με το γονιδίωμα ενός αλόγου που έζησε στην Ύστερη Πλειστόκαινο, πριν από 43, 000 χρόνια, καθώς και εκείνων των πέντε σύγχρονων φυλών αλόγων, ένα άλογο του Przewalski (ένα άγριο ιπποειδές είδος που αποκλίνει από το εγχώριο άλογο), και ένα γαϊδουράκι.

"Οι αναλύσεις μας δείχνουν ότι η γενεαλογία Equus που δημιουργεί όλα τα σύγχρονα άλογα, ζέβρες και γαϊδούρια προήλθε τέσσερα έως 4,5 εκατομμύρια χρόνια πριν από το παρόν, διπλάσια από τον συμβατικά αποδεκτό χρόνο", λέει η μελέτη.

Πρότεινε επίσης ότι οι προσπάθειες διατήρησης του αλόγου του Przewalski, διασχίζοντας το με εγχώριες φυλές, είναι γενετικά έγκυρες. Φαίνεται ότι υπήρξε μικρή γενετική εισβολή στην άγρια παραλλαγή.

Πέρα από αυτήν την άμεση ανακάλυψη, οι επιστήμονες είναι πεπεισμένοι ότι το έργο τους μια μέρα θα ρίξει φως στα προϊστορικά ζώα ή ακόμα και στους πρόγονούς μας, μέσω απολιθωμάτων των οποίων το DNA θεωρείται συμβατικά πολύ υποβαθμισμένο για αλληλουχία.

"Σε πολύ κρύες συνθήκες, περίπου το 10% των μορίων μικρού μεγέθους έχουν μια καλή πιθανότητα να επιβιώσουν πέρα από ένα εκατομμύριο χρόνια", δήλωσε ο Ορλάντο.

"Έχουμε ανοίξει μια πόρτα που πιστεύαμε ότι είχε κλείσει για πάντα. Όλα εξαρτώνται από την τεχνολογική πρόοδο, αλλά έχουμε πολλά επιχειρήματα για να πιστέψουμε ότι το μέλλον θα μας οδηγήσει σε θησαυρούς και όχι αδιέξοδο".