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科學家發現迄今最古老RNA

為了解5萬年前的猛犸象提供一扇窗口

2025-11-17 中國科學報 徐銳
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科學家研究了這頭3.9萬年前的猛犸象遺骸,其組織中存在古老的RNA。

科學家從一頭在西伯利亞保存了數千年的猛犸象體內發現了RNA。研究表明,在適當條件下,可以從5萬年前的動物身上提取RNA,這為了解它們的生物學特性開辟了一扇新窗口。相關研究11月14日發表于《細胞》。

“這項研究令人印象深刻。”美國自然歷史博物館的Audrey Lin表示,古代RNA和DNA的結合或許能解釋猛犸象的毛為何如此蓬松,以及它們如何應對壓力,甚至可以為流感等RNA病毒的起源提供線索。

過去幾十年里,對古老DNA的研究呈爆炸式增長,揭示了早已滅絕的生物是如何進化和生活的。但僅靠DNA無法還原故事的全貌,因為一個基因在生物體內活躍的時間和地點等對生物學至關重要的信息都被記錄在RNA中。如果說DNA類似于建筑物的藍圖,那么RNA就是給在特定房間施工的工人下達的指令。

然而,RNA的降解速度比DNA要快得多。DNA通常可以保存數十萬年,但RNA由于結構脆弱且有許多攻擊它的酶,因此不太可能像DNA一樣保存如此長的時間。

“分子生物學教科書上明確寫著RNA在死亡后幾分鐘或幾小時內就會降解,因此很少有人去費力尋找它。”論文作者、瑞典斯德哥爾摩大學的古遺傳學家Love Dalen說。

不過,在過去幾年里,科學家已打破了這一論斷。他們在古老的玉米和大麥種子,以及永久凍土中的狼體內發現了RNA的片段。

2023年,Dalen和斯德哥爾摩大學的古遺傳學家Marc Friedlander宣布,對一只保存在博物館里的有132年歷史的袋狼進行了RNA測序。袋狼是一種于20世紀初滅絕的類似貓的有袋動物,也被稱作塔斯馬尼亞虎。

受上述成果鼓舞,Dalen等人決定嘗試尋找更古老的RNA分子。于是,他們與俄羅斯的研究人員合作,后者提供了在該國寒冷北部地區發現的10頭猛犸象的組織樣本。這些樣本很小,只有指甲蓋大小。“我們知道尋找RNA的機會只有一次。”論文作者、丹麥哥本哈根大學的Emilio Marmol-Sanchez說。

研究人員利用酶將樣本中任何現有的RNA分子轉化為短鏈DNA,然后對其進行測序,并逆向推導出相應的RNA序列。在排除了來自環境或處理過程中的污染物質后,他們成功從3頭猛犸象樣本中鑒定出了古老的RNA,這些猛犸象的年代都在距今5.2萬年至3.9萬年之間。它們死后不久,西伯利亞的嚴寒可能阻止了RNA的繼續降解。

盡管大部分RNA都已變成了碎片,但其中一頭綽號Yuka的猛犸象的RNA卻保存得極為完好。研究人員發現了一些僅存在于Y染色體上的基因的RNA序列。這讓研究人員感到意外,因為他們此前認為Yuka是雌性。

從Yuka樣本中提取的其他RNA序列包含了構建和維持肌肉組織的指令。Dalen說,在某種意義上,這一發現“有點無聊”,因為相同的基因在其他許多哺乳動物中也很活躍。“但未來我們可能從毛囊中找到RNA,從而了解是什么基因讓猛犸象毛茸茸的。”

Dalen之前就曾開展過猛犸象毛發的研究。今年初,包括Dalen和進化生物學家Beth Shapiro在內的研究團隊利用基因工程,在小鼠體內表達了與猛犸象毛發DNA相似的基因,培育出了長毛小鼠。

Dalen希望新研究能激勵其他團隊尋找滅絕生物的古老RNA。

相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.10.025

打印 責任編輯:曹旸

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