Recentelijk zijn onderzoekers erin geslaagd om oude ribonucleïnezuur (RNA) te extraheren uit een jonge mammoet, bekend als “Yuka”, die ongeveer 40.000 jaar geleden in Siberië overleed. Deze biologische resten bieden een fascinerend inzicht in de laatste momenten van deze majestueuze dieren.
Het RNA werd gewonnen uit gemummificeerd weefsel van de benen, dat door de permafrost in uitstekende staat is bewaard. Dit is de eerste keer dat zo oud RNA is geanalyseerd, en de wetenschappers proberen te begrijpen welke genen actief waren ten tijde van de dood van de mammoet.
“Alle cellen in een organisme delen dezelfde DNA-structuur, of het nu gaat om hersencellen, levercellen of spiercellen. Hetgene dat hen onderscheidt is in wezen RNA,” zegt prof. Love Dalén, hoofdonderzoeker en professor aan het Centrum voor Oude Genetica van de Universiteit van Stockholm. “Dit onderzoek richt zich op de vraag hoe genen in verschillende celtypes aan of uit worden gezet,” voegt hij toe. De bevindingen zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Cell.
DNA en RNA zijn essentieel voor alle levensvormen. Terwijl DNA de ‘hard-coded’ instructies voor leven bevat, functioneert RNA als een soort ‘boodschapper’ die de instructies van DNA omzet zodat cellen eiwitten kunnen produceren.
Vroeger werd gedacht dat RNA snel verdwijnt, in tegenstelling tot het oude DNA dat tot wel een miljoen jaar oud kan zijn en onze kennis van het verleden wezenlijk heeft veranderd. Het is echter nog onduidelijk of deze methode niet alleen toepasbaar is op uitzonderlijk goed bewaarde monsters.
Het onderzoeksteam analyseerde tien monsters van bevroren mammoetweefsel, waaronder spieren en huid, en ontdekte RNA-fragmenten in drie van hen. Slechts één monster, namelijk dat van Yuka dat in 2010 is ontdekt, bood gedetailleerde sequentiegegevens over de activiteit van de genen ten tijde van de dood.
Uit de gegevens bleek dat er zowel boodschapper RNA als microRNA aanwezig was. Samen onthulden ze een deel van de “biologische fenomenen die zich vlak voor de dood in de cellen afspeelden”, aldus Emilio Malmor Sánchez, een postdoctoraal onderzoeker aan het Globe Institute van de Universiteit van Kopenhagen.
“Het wordt verondersteld dat deze specifieke mammoet dicht bij de dood was en dat dit zichtbaar was in de spierstofwisseling,” zegt Malmor Sánchez.
Het onderzoek legt een “voorkeursstructuur van langzame spiervezels” bloot in het mammoetweefsel, wat kan wijzen op de laatste spieractiviteit.
Professor Mark Friedländer, co-auteur van de studie en universitair docent aan de Universiteit van Stockholm, verklaarde: “De vondst van spier-specifieke microRNA in mammoetweefsel is direct bewijs van realtime genregulatie in de oudheid. Deze resultaten zijn zonder precedent.”
Love Dalén, die de oudste DNA-sequenties van mammoeten heeft geanalyseerd, merkt op dat de door de team ontwikkelde technieken nieuwe wetenschappelijke wegen kunnen openen voor onderzoek naar het verleden. “Deze tien monsters waren allemaal uitzonderlijk goed en uniek, en slechts drie bleken succesvol te zijn. Het lijkt een nichegebied, maar ik heb het gevoel dat de methode zal verbeteren. Overal ter wereld zijn er veel laboratoria die geïnteresseerd zijn in RNA. Ik ben ervan overtuigd dat er veel betere methoden zullen worden ontwikkeld om RNA te extraheren,” voegt hij toe.
Als deze techniek algemeen toepasbaar wordt, kunnen wetenschappers de evolutie van veel oude virussen onderzoeken die alleen als RNA bestaan, vergelijkbaar met hoe ze de genetische oorsprong en evolutie van bacteriële pathogenen zoals pest en syfilis bestuderen door de DNA-sequenties van oude bacteriën te analyseren.
Hoewel het RNA van de mammoet het oudste is dat ooit is verzameld, was dit niet de eerste keer dat RNA van een oud wezen werd geanalyseerd. In 2023 werden er studies uitgevoerd op RNA-sequenties van een Tasmanian Tiger (springenwolf) uit 130 jaar geleden, die in het Natuurhistorisch Museum van Zweden is opgeslagen.
