科學家從4萬年前猛犸象腿骨中提取出迄今最古老RNA

一支國際科研團隊近日成功從一具約4萬年前的長毛猛犸象遺骸中測序出RNA分子，創(chuàng)下古代RNA研究的最早年代紀錄，為重建遠古動物生前最后時刻的生理狀態(tài)打開新窗口。這一標本來自一頭昵稱為“尤卡”（Yuka）的長毛猛犸，在西伯利亞永凍土中被完好保存，其腿部軟組織為本次研究提供了罕見材料。

與記錄遺傳藍圖的DNA不同，RNA反映的是某一時間點處于“開啟狀態(tài)”的基因，因此更接近“生前現(xiàn)場記錄”。但RNA比DNA脆弱得多，通常在未被妥善保存的情況下數(shù)日內(nèi)就會分解，這也是過去古代遺骸中幾乎難以找到可信RNA證據(jù)的原因。研究人員推測，細胞內(nèi)RNA酶是主要破壞者，因此特意選擇死亡后迅速凍結的猛犸樣本，提高保存完好RNA的可能性。

團隊從10頭長毛猛犸的肌肉和皮膚軟組織中采集樣本，這些個體年代跨度約為1萬至5萬年前。在嚴格無污染條件下，他們采用專門針對嚴重降解核酸的提取流程分離RNA，并從同一批樣本中提取DNA，以比對驗證所獲RNA信號確屬猛犸本體，而非人類、微生物或沉積物植物等外源污染。分析結果顯示，這些RNA序列與肌肉組織特征高度吻合，大大增強了數(shù)據(jù)的可靠性。

測序后，科研人員共識別出340多種具編碼功能的信使RNA，以及900多種非編碼RNA和大約60種微小RNA。肌肉組織的基因表達圖譜表明，樣本中以慢肌纖維相關基因為主，暗示長毛猛犸的肌肉更擅長耐力活動，適應在寒冷草原上長距離跋涉。與此同時，RNA中還出現(xiàn)了與代謝調(diào)節(jié)和應激相關的分子信號，顯示動物在死亡前可能經(jīng)歷過生理壓力，這與此前“尤卡”曾遭洞獅攻擊或被其啃食的推測相呼應。

這項研究還意外解決了關于“尤卡”性別的長期爭議。早期基于外觀和部分DNA分析的結果將其標記為雌性，但最新的RNA與DNA數(shù)據(jù)均檢測到Y染色體標記，證實這頭猛犸實際上為雄性。研究團隊成員表示，得出這一結論讓人松了一口氣，因為“尤卡”在所有樣本中RNA數(shù)據(jù)質量最佳，又恰好是此前性別記錄與新結果不一致的唯一個體。

研究負責人之一洛夫·達倫（Love Dalén）指出，未來若能在更多古生物樣本中成功提取RNA，將有助于回答“哪些基因真正塑造了這些已滅絕物種的外形與適應性”這一核心問題。他舉例稱，若能分析猛犸毛囊中的RNA表達模式，就有機會鎖定在毛發(fā)生長過程中處于活躍狀態(tài)的關鍵基因，進一步縮小與猛犸“毛茸茸”特征相關的候選基因范圍。相關研究論文已刊登于《細胞》（Cell）期刊，由斯德哥爾摩大學等機構聯(lián)合完成。