古遗传学的新时代?首次在灭绝动物身上提取到RNA

作者: 原理

来源: 公众号:原理

发布日期: 2023-09-27 18:01:17

研究人员首次成功地从一种已灭绝的动物——袋狼身上提取了RNA,并对RNA进行测序,这一发现可能为“复活”袋狼提供信息,并为古遗传学开启新时代。

袋狼(Thylacinus cynocephalus),是一种食肉的有袋类动物。它的外观有点像狼,茶色的皮毛上部分附有条状的、像老虎一样的斑纹,因此也被称为塔斯马尼亚虎(Tasmanian tiger)。1936年,最后一只为人所知的袋狼死于澳大利亚塔斯马尼亚州的一家动物园。现在,研究人员从一个保存在博物馆中的袋狼样本中,分离出了数百万个RNA序列。

这是研究人员首次成功地从一种已灭绝的动物身上提取了RNA,并对RNA进行测序。研究结果发表在了2023年7月的《基因组研究》(Genome Research)杂志上。

袋狼是一种引人注目的动物,它的下巴可以张开超过80度的角度。然而,即便这是种凶猛的动物,它们也不是人类的对手。在野生袋狼最后的家园塔斯马尼亚州,随着牧羊业在19世纪兴起,袋狼就经常因为被指控会伤害羊群而遭到猎杀。

在19世纪后期,每杀死一只成年袋狼就能得到赏金。最终,袋狼几乎被猎杀到灭绝。近年来,一些科学家也已经成功绘制了袋狼的基因图谱。但这些研究都基于DNA,而非RNA。DNA是高度稳定的,科学家可以从生活在百万年前的已灭绝的古生物体内提取出古DNA;但RNA却会迅速分解,在活细胞之外,RNA可能在几分钟内就会降解或被破坏。

在新的研究中,研究人员分析了自1891年以来就一直保存在斯德哥尔摩自然历史博物馆中的袋狼标本。这些样本在室温条件下收藏于博物馆中。研究人员提取了三个肌肉样本和三个皮肤样本,每个样本的重量约为80毫克。回到实验室后,他们将每个样本磨成粉末,然后加入能分离核苷酸(RNA的组成部分)的化学物质。从博物馆中获取的袋狼样本,它们被保存于室温条件下。

研究人员分别从这些样本中分离出了8190万和2.236亿个RNA片段。在去除重复序列和非常短的序列后,他们从肌肉组织中鉴定出150万个RNA序列,从皮肤中鉴定出280万个RNA序列。接下来,他们用计算机算法,将这些RNA序列与包含数千种动物、植物、真菌、细菌和病毒的基因组数据库进行比较。

这样的结果令人惊叹。因为提取古RNA的难度非常大,尤其是这些样本是在室温下保存的,而非保存于无菌或冷冻条件下。

这在一定程度上,改变了研究人员看待博物馆中的标本的方式。研究人员表示,这样的研究结果不仅为袋狼生物学提供了新的线索,而且还有可能为“复活”袋狼提供信息。他们希望,在不久的将来能够将袋狼带回塔斯马尼亚。他们拯救袋狼的计划包括修改一种名为脂尾袋鼬(Sminthopsis crassicaudata)的基因,这是另一种有袋类动物,是袋狼的近亲。

通过揭示控制动物属性的基因,这些新发现可以很好地为这一计划提供信息。

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