从 2018 年挖掘出的长毛象身上提取的 DNA 保存得非常完好,以至于科学家们首次从古代遗传物质中构建了一个三维基因组。
据《Cell》杂志的一篇报道称,这些信息来自约 52,000 年前死在西伯利亚的一头动物,这使得对已灭绝的长毛象和当代大象进行比较成为可能。
冷冻干燥的长毛象
来自四个组织共 56 名科学家组成的团队合作寻找、挖掘了这块化石,然后对其进行了分析。共同作者 Erez Lieberman Aiden 在一次虚拟新闻发布会上将其描述为“古代牛肉干”。
Aiden 是贝勒医学院基因组结构中心主任,他说,研究人员在花费了五年时间测试了数十个样本后,才在西伯利亚获得了这个化石“状元”。
他们试图对古代化石进行 3D 测序——这是一种相对较新的技术。但他们需要完美的样本。研究人员在五年的时间里测试了数十个样本,最终找到了这只于 2018 年在西伯利亚东北部被挖掘出来的、保存异常完好的长毛象。
与其它样本不同,这个样本没有经历反复的冻结和解冻。这意味着 DNA——包括染色体的物理结构——得以完整保存。为了保存化石及其遗传物质,他们不得不围绕着这只冰冻的生物“冲洗”出一个洞穴。
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古代遗传学
清理完毕后,研究团队发现了完整的毛发。后来,在显微镜下,他们能够检测到毛囊。当他们进一步放大时,可以看到完整的细胞。再往近看,他们可以看到完整的染色体以及表明哪些基因被开启或关闭的物理线索。
Aiden 说:“那就是我们真正开始兴奋起来的地方。我们遇到了一个新种类的化石。”
通常情况下,当可以从古代标本中恢复 DNA 时,它往往是微小、不连贯的片段。科学家有时可以把它们拼凑起来,但通常会有缺失。
长毛象 vs. 大象
在这种情况下,染色体和 DNA 的保存状况非常好,因此相对容易将长毛象的基因结构与当代大象进行比较。两者之间有一些明显的相似之处。
这两种动物都有 28 对染色体。它们包含的绝大多数基因是相似的。而例外——可能并不令人意外——与毛囊长度和对寒冷的适应性有关。
研究人员乐观地认为,3D 测序技术可以应用于其他古代标本,例如埃及木乃伊。它也可能适用于更新、保存更完好的化石。
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