أول RNA تم استعادته من حيوان منقرض

فاز فريق من علماء الحفريات القديمة بمعرض Gizmodo للعلوم لعام 2024 لاستعادة الحمض النووي الريبي (RNA) من عينة متحف لنمر ثايلسين، الجرابي المنقرض المعروف باسم النمر التسماني.

السؤال

هل يمكن استخلاص الحمض النووي الريبوزي (RNA) من حيوان منقرض؟ إن تحديد تسلسل الحمض النووي للأنواع المنقرضة والأفراد الذين ماتوا منذ زمن طويل أصبح ممارسة منتظمة في أيامنا هذه، وذلك بفضل عقود من العمل على الحمض النووي القديم وولادة علم الحفريات القديمة الحديث. لكن علم الحفريات القديمة لم يكرس الكثير من الاهتمام للحمض النووي الريبوزي (RNA) المفرد، الذي ينظم الجينات، ويحمل المعلومات اللازمة لصنع البروتينات، ويحفز التفاعلات الكيميائية في الخلايا، من بين أمور أخرى.

النتائج

تمكن الفريق من استعادة الحمض النووي الريبي (RNA) من عينة عمرها 130 عامًا من الثايلسين، وهو نوع شوهد لآخر مرة على قيد الحياة في عام 1936. وللنتائج آثار على العديد من التخصصات العلمية، بما في ذلك تقنيات تحرير الجينات والتخصيب في المختبر.

قال إميليو مارمول سانشيز، عالم الحفريات القديمة: “لقد علمنا من بعض الدراسات السابقة أنه في ظل ظروف حفظ معينة (مثل التربة الصقيعية، أو الجفاف، أو الحفظ الكيميائي)، ليس الحمض النووي فحسب، بل أيضًا الحمض النووي الريبي (RNA) لا يزال موجودًا بالفعل في بقايا الحيوانات القديمة جدًا”. في جامعة ستوكهولم ومركز علم الحفريات القديمة في ستوكهولم والمؤلف الرئيسي للدراسة. “هذه هي المرة الأولى التي نتمكن فيها من إلقاء نظرة خاطفة على البيولوجيا والتمثيل الغذائي الفعلي لخلايا النمر التسماني قبل وفاتها مباشرة.”

لماذا فعلوا ذلك

قال لوف دالين، عالم الوراثة التطورية في المتحف السويدي للتاريخ الطبيعي والمؤلف المشارك للورقة البحثية التي تصف التطور: “كنت أنا ومارك فريدلاندر (وهو متخصص في الحمض النووي الريبوزي) نتحدث عن محاولة الحصول على الحمض النووي الريبي من عينات قديمة/تاريخية”. النتائج. “كان السبب وراء تجربة الثايلسين جزئيًا هو أننا أردنا تجربة نوع يكون فيه الحصول على الحمض النووي الريبوزي (RNA) أمرًا مهمًا حقًا، نظرًا لأنه لا يوجد قريب حي قريب يمكن للمرء استخدامه.”

كان الثايلسين حيوانًا جرابيًا لاحمًا بحجم كلب تقريبًا. لقد بدا أيضًا كواحد، باستثناء الخطوط السوداء المميزة على ردفه وعلى الرغم من كونه أكثر ارتباطًا بالفأر الشبيه بالفأر. بحلول أوائل القرن التاسع عشر، جعل سكان تسمانيا من النمور التسمانية كبش فداء للماشية النافقة، على الرغم من الأدلة التي تشير إلى أن سوء الإدارة والكلاب الوحشية كانا أكثر مسؤولية. واستمرت المكافأة التي أصدرتها الحكومة على الحيوانات من عام 1888 حتى عام 1909. وكان ما يقرب من 5000 نمر تسماني يعيش في تسمانيا عندما وصل الأوروبيون، وفقًا للمتحف الأسترالي، وقد قُتل حوالي 3500 منهم بين عامي 1830 و1920. وتوفي آخر نمر تسماني معروف في حديقة الحيوان في عام 1936. بسبب الاشتباه في الإهمال.

وأضاف دالين: “هذه هي الدراسة الأولى التي تظهر أنه يمكننا الحصول على الحمض النووي الريبوزي من الأنسجة القديمة والمجففة”. “هذا أمر مهم، نظرا لأن متاحف التاريخ الطبيعي في جميع أنحاء العالم مليئة بمثل هذه العينات، لذلك هناك إمكانات كبيرة لعمل آخر، بما في ذلك فيروسات الحمض النووي الريبوزي التاريخية”.

وإلى جانب كونه الأول من نوعه في هذا المجال، فإن استعادة الحمض النووي الريبوزي (RNA) ساعد الفريق على فهم كيف يمكن أن يعتمد العمل المستقبلي على أساليبهم. قال مارمول سانشيز: “كانت عملية تطوير خط الأنابيب، سواء في المختبر أو في مجال المعلوماتية الحيوية، صعبة من الناحية الحسابية”. “كان هناك العديد من التجارب والأخطاء. ولكن في نهاية المطاف قلنا إن الثايلسين هو إلى حدٍ ما الثمرة القريبة التي لدينا الآن.»

لماذا هم الفائز

سوف يستغرق الأمر بعض الوقت حتى تتمكن عملية استعادة الحمض النووي الريبي (RNA) من سرعة استعادة الحمض النووي (DNA)، وهي ممارسة أكثر ثباتًا. لكن القدرة على استعادة خيوط من الكائنات المنقرضة، وربما حتى القديمة، ستساعد العلماء على فهم العمليات البيولوجية الأساسية، مثل كيفية تنظيم الجينات والتعبير عنها في الكائنات الحية التي انقرضت منذ فترة طويلة. ويمكن أيضًا تطبيق هذه التقنية على الأشياء التي ليست حية حقًا، وخاصة الفيروسات. إن تحسين فهمنا لجينومات فيروسات الحمض النووي الريبوزي (RNA) يمكن أن يساعد العلماء على تقليل المخاطر التي تشكلها مسببات الأمراض هذه.

قال مارمول سانشيز: “كانت هناك ارتفاعات وانخفاضات على أساس يومي”. “تشعر بحماس شديد في أحد الأيام، ثم في اليوم التالي تعتقد أنك الأسوأ لأنك سلكت طريقًا حيث ما اعتقدت أنك رأيته ليس حقيقيًا، أو أيًا كان. لن تتمكن من فك شفرة ما يحدث إلا في النهاية.

ما هو التالي

إلى جانب الفهم الأفضل لبيولوجيا الحيوانات المنقرضة، يعتقد البعض أن استعادة الحمض النووي الريبوزي (RNA) في الأنواع المنقرضة يمكن أن يفسح المجال للانقراض، أو إنشاء أنواع بديلة للحيوانات المنقرضة. في عام 2022، أعلنت شركة Colossal Biosciences “لإزالة الانقراض” عن خطط لمحاولة إعادة النمر التسماني؛ في وقت سابق من هذا العام، تحدث كبير مسؤولي العلوم في Colossal مع Gizmodo حول ما سيتطلبه الأمر لجعل الأنواع البديلة حقيقة واقعة.

القادم للفريق ؟ ماموث صوفي. وقال مارمول سانشيز: “نحن نعمل على استخراج وتحليل والحصول على بعض العناصر البيولوجية من أنسجة الماموث التي تم انتشالها من التربة الصقيعية”.

الفريق

إميليو مارمول سانشيز, باستيان فروم, نيكولاي أوسكولكوف، زوي بوشون, باناجيوتيس كالوجيروبولوس, إيلي إريكسون, إينا بيريوكوفا، فايشنوفي سيكار, إريك إرسمارك, بيورن أندرسون, الحب دالين, مارك ر. فريدلاندر

انقر هنا لرؤية جميع الفائزين في معرض Gizmodo للعلوم لعام 2024.