Araştırmacılar, 52.000 yıllık kalıntıları 2018 yılında kuzeydoğu Sibirya'daki Belaya Gora köyü yakınlarında ortaya çıkardı. Donmuş topraklar, genetik materyali taşıyan küçük ipliksi yapılar olan kromozomların yapısını ayrıntılı bir şekilde korudu.
Daha önce birçok kez eski DNA örnekleri bulundu, ancak bunlar genellikle yüksek derecede parçalanmış ve sadece yüzlerce harf içeren genetik kodlar içeriyordu. Ancak fosil kromozomlar, milyonlarca harf içeriyor ve bu da bir hayvanın genetik kodunun çok daha eksiksiz bir resmini sunuyor.
“Kromozom fosilleri daha önce hiç bulunmamıştı,” dedi Baylor Tıp Fakültesi'nde moleküler ve insan genetiği profesörü ve çalışmanın ortak yazarı Erez Lieberman Aiden. “Burada, parçalar açıkça 3D olarak düzenlenmiş durumda – temelde yaşayan mamutun orijinal kromozomlarında olduğu gibi.”
Araştırmacılar, "mineralize olmamış fosiller veya subfosiller" olarak belirttikleri kromozomların, nesli tükenmiş bir türün genomunu yani tüm genetik materyalinin toplamını bir araya getirecek kadar iyi korunduğunu belirtti.
“Bu durumun sadece bu mamuta veya belirli bir mamuta uygulanacağını düşünmüyoruz,” diyor Baylor Tıp Fakültesi'nde yardımcı doçent olan ve çalışmanın ilk yazarlarından biri olan Olga Dudchenko. “Bu, temelde muazzam bir potansiyele sahip yeni bir alanın kapılarını açıyor.”
Mikroskop altında, eski deriden alınan subdermal kasın görüntüsü mamut çekirdeklerinin kalıntılarını gösteriyor. Yeni çalışma, eski kromozom fosillerinin bu deri örneğinde hayatta kaldığını ortaya koydu.
DNA Dağılımı
Farklı hücre türleri içindeki DNA, o hücre türünün belirli özellikleri veya özellikleri hakkında bilgi veren belirli 3D yapılarla yerleştirilir. Kanada'daki Manitoba Üniversitesi'nde çevresel ve evrimsel fizyoloji profesörü olan ve çalışmaya dahil olmayan Kevin Campbell, ölüm sonrası, vücut hücrelerinin hızla bozunduğunu ve bu 3D yapının birkaç gün veya daha kısa sürede kaybolduğunu ekledi. Ancak, Arktik hayvanlarındaki gibi mamutlarda, soğuk sıcaklıklar nedeniyle bozunma daha yavaş olur, ancak DNA yine de zarar görür ve uzun süreler boyunca yapı ve türün biyolojisini oluşturan nitelikler kaybolur.
“Ancak, bu çalışma, bunun her zaman böyle olmak zorunda olmadığını gösteren ilk çalışmadır,” dedi Campbell.
“DNA çok, çok uzun bir moleküldür ve bir hayvan öldükten sonra orada durduğunda, parçalanmaya başlar ve daha kısa parçalara ayrılır,” dedi Dudchenko.
Bu yapı kaybı, difüzyon olarak adlandırılır ve nasıl önleneceği gıda bilimciler tarafından iyi bilinir — ve sığır etinden kurutulmuş et yapmaya benzer, dedi Dudchenko.
Mamutun derisi, bu süreci doğal olarak başlatacak koşullara sahip olabilir. “(Leş) şu anda ticari olarak sürekli kullandığımız aynı işlemi spontan bir şekilde geçirmiş olabilir,” dedi Dudchenko. “Önemli miktarda suyu çıkararak, içerideki difüzyonu durdurarak ve kromozom parçalarını yerinde kilitleyerek, 52.000 yıl sonra onları okumamıza izin veriyor.”
Ancak, iyi korunmuş olmasına rağmen, DNA tamamen sağlam değildi. “Her bir kromozom, başlangıçta bir DNA molekülü, milyonlarca DNA molekülüne parçalandı,” dedi Aiden. “Ancak moleküller çok fazla hareket etmemiş, hatta nanometre ölçeğinde bile, bu yüzden buna fosil kromozom diyoruz.”
Araştırmacılar, korunma teorilerini doğrulamak için sığır etinden kurutulmuş et üzerinde bazı deneyler yaptı. “Houston Astros'tan bir atıcıya hızlı bir top attırarak ve üzerine bir av tüfeğiyle ateş ederek bu güzel molekülün strese ve zarara ne kadar dayanabileceğini test etmeye karar verdik,” dedi çalışmanın ilk yazarlarından biri olan Dr. Cynthia Pérez Estrada.
Araştırmacılar, deri örneklerinde bulunan yeni genetik bilgiyle, yünlü mamutun modern fillerde olduğu gibi 28 çift kromozoma sahip olduğunu belirledi. Ancak yapı, bir adım daha ileri giderek hayvanın hangi bireysel genlerinin aktif olduğunu görmelerine izin verdi.
Dudchenko, mamut genomunu tamamen bir araya getirmeyi umduklarını, ancak bunun tam olarak mümkün olmadığını söyledi.
“Fosil kromozomlar, yünlü mamutun yeniden diriltilmesi hayalini gerçekleştirebilir mi?” diye sordu. “Temel biyolojiden öğrendiğimiz şey kesinlikle faydalı olacak,” dedi Dudchenko.
Araştırmacılar, bu yöntemin diğer türlerin örneklerine de uygulanabileceğini umuyorlar.
Stockholm Üniversitesi'nde paleogenetikçi olan Peter Heintzman, bu çalışmanın, son buzul çağında yaşamış nesli tükenmiş bir türün genomunun yapısını yeniden oluşturan ilk çalışma olduğunu söyledi. “Bu yapısal bilgi, yünlü mamut genomunun işlevleri hakkında önceki genomik yöntemlerle görünmeyen bilgiler sağlar,” dedi Heintzman.
