5.2万年前的猛犸象皮碎片首次揭示了其DNA的3D形状
科学家们首次确定了猛犸象（Mammuthus primigenius）皮肤细胞的3D基因组结构。（图片来源：Love Dalén，斯德哥尔摩大学）
（蜘蛛网eeook.com）据美国生活科学网站（Sascha Pare）：一项首创的研究表明，一具5.2万年前的猛犸象尸体保存完好，科学家们能够确定这种史前生物遗传密码的3D结构。
这一新的突破是在对完整的猛犸象（Mammuthus primigenius）基因组进行测序的道路上迈出的重要一步，由于古代DNA的降解性质，这一过程一直具有挑战性。有了完全测序的基因组，科学家们可能最终能够识别出区分现代大象与其猛犸象亲属的每一个DNA突变。对这些遗传差异的全面概述反过来可能会促进“灭绝”猛犸象的持续努力。
“到目前为止，我们只能读取古代DNA的小片段，”合著者、丹麦哥本哈根大学病理基因组学助理教授胡安·安东尼奥·罗德里格斯在一封电子邮件中告诉《生活科学》。“这些片段大约是100个DNA字母，但我们不知道它们在猛犸象基因组中的顺序。这就像一本书的单独页面，但没有页码。”
罗德里格斯说，周四（6月11日）发表在《细胞》杂志上的这项新研究的结果将使研究人员能够“对这些页面进行排序”。他说，这是迄今为止完成的最古老的3D基因组分析，也是首次在猛犸象身上完成的。
这只长毛猛犸象是2018年在西伯利亚萨哈共和国的Belaya Gora附近发现的更新世晚期标本。罗德里格斯说，这只绰号为“YakInf”的动物仍然被毛发覆盖，表明它“保存得非常完好”。
猛犸象死亡和冷冻的方式不仅使其尸体结晶，还使其细胞和染色体结晶，这些细胞和染色体在52000年内保持完整。根据这项研究，这表明猛犸象经历了冷冻干燥（在低温下脱水）和玻璃化转变过程，在这种过程中，在寒冷条件下，某些干燥物质——包括玻璃和看似长毛的猛犸象组织——会变得非常粘稠。这一过程减缓了降解，并将其结构保持在“玻璃态”。
两名科学家在西伯利亚永久冻土中挖掘出5.2万年前的长毛猛犸象YakInf后，对其皮肤进行了检查。（图片来源：斯德哥尔摩大学Love Dalén摄）
为了探索猛犸象的基因组结构，Rodríguez和他的同事从猛犸象耳朵后面的一块皮肤中提取了DNA。他们使用了一种名为高通量染色体构象捕获技术（Hi-C）的方法，该技术允许科学家检测现代样本中彼此靠近的DNA片段，并将其应用于古代样本。
利用这种被称为PaleoHi-C的独特适应技术，研究小组首次确定长毛象有28对染色体，与现代大象相同。
该研究还揭示了“这些染色体是如何在猛犸象皮肤细胞核中以3D形式折叠的，这非常酷，因为……我们知道染色体折叠的方式与细胞功能有很大关系，”合著者、德克萨斯州休斯顿贝勒医学院遗传学系助理教授Olga Dudchenko在一封电子邮件中告诉Live Science。
长毛猛犸：52000年前长毛猛犸象（Mammuthus primigenius）皮肤上的毛囊。这是首次在显微镜下看到猛犸象的毛囊。（图片来源：Elena Kizilova（SB RAS细胞遗传学研究所））
Rodríguez说，猛犸象皮肤样本中染色体折叠的方式突显了该生物死亡时活跃的基因，包括编码毛发生长的基因。他说，通过将这种基因活性与大象的基因活性进行比较，科学家们可以找出可能支持正在进行的猛犸象灭绝工作的差异。
但去灭绝并不是这项新研究背后的动机。杜琴科说：“我们这样做不是为了重建工作，而是为了从过去吸取教训，为未来的决策提供依据。”。
Rodríguez说，基因组结构“是走向灭绝的又一步”，“但在将猛犸象带回之前，科学家们还需要弄清楚许多其他已知和未知的步骤。”
