新纪录!165万年前的猛犸象DNA 被成功提取

日前,科学家在一项新研究中宣布,发现了世界上最古老的DNA,来自一种之前未知的猛犸象遗传谱系。

 

这项研究成果发表在当地时间2月17日国际权威学术期刊《自然》上。研究人员从上世纪70年代西伯利亚永久冻土中挖掘的一组猛犸象牙齿样本里提取出了DNA,分析了三只古代猛犸象的基因组,其中一个基因组可以追溯到165万年前。

 

这一发现刷新了DNA能被提取的最久远纪录。此前的DNA保存纪录是距今78万至56万年前的马腿骨,来自加拿大育空地区。

 

猛犸象

 

该研究的主要作者、斯德哥尔摩瑞典自然历史博物馆的进化遗传学家洛夫·达伦(Love Dalén)表示,“这个DNA非常古老。这些样本比维京人的遗骸还要古老1000倍,甚至早于人类和尼安德特人的存在。”自2007年首次遇到庞大的猛犸象遗骸以来,达伦就一直致力于基因测序。经过达伦鉴定,这些遗骸里面有一头真猛犸象(Mammuthus primigenius)和两个被称为草原猛犸象(Mammuthus trogontherii)的前身。

 

达伦希望样本中提取的DNA信息能够透露真猛犸象或其他猛犸象的进化过程,但是他之前对这一想法并不乐观。因为近年来,冻土层中发现的许多年代比较近的猛犸象残骸提取结果都不是太好。达伦表示,并不是永久冻土中发现的所有东西都可以正常工作,很多DNA片段都是无效的。

 

这些猛犸象遗骸由俄罗斯古生物学家安德烈·谢尔(Andrei Sher)挖掘。谢尔挖掘的三个猛犸象臼齿中,有两个是从超过一百万年的沉积物中回收的,含有的DNA很少。达伦说,要不是这些样本够老,他可能已经将它们放弃了。

 

 

但是,由于测序技术和生物信息学的进步,他的团队设法从最古老的样本中获得了4900万碱基对信息,该样本位于一个名为Krestovka的村庄附近,故而被命名为Krestovka。而另一颗牙齿则提取出8.84亿碱基对,被命名为Adycha。对DNA的分析表明,Krestovka样品距今165万年,而Adycha样品的寿命为130万年。第三个样本是一个有60万年历史的被称为Chukochya的猛犸象牙齿,提取到了近37亿个碱基对的DNA,这超过了其31亿个碱基对的基因组的长度。

 

从形状上看,两个最古老的牙齿看起来像草原猛犸象,是欧洲物种。研究人员认为它们早于长毛猛犸象和北美的哥伦比亚猛犸象(Mammuthus columbi)。但是它们的基因组描绘了一幅更为复杂的图景。 Adycha样本是长毛猛犸象的早先血统之一,但Krestovka标本显然不是。

 

达伦团队发现的Krestovka属于全新的物种。尽管Krestovka的样本来自俄罗斯,但他怀疑其血脉分离出了一部分与其他物种杂交,并形成了北美猛犸象物种。研究小组发现,北美的哥伦比亚猛犸象的祖先有一半是Krestovka猛犸象血统,另一半是长毛猛犸象的。达伦估计,这两个血统在42万年前混合在一起。

 

法国人类学和图卢兹基因组学中心的古DNA专家路德维希·奥兰多(Ludovic Orlando)对此次发现兴奋不已,因为他和他的团队在2013年创造了此前最古老DNA提取鉴定纪录,即在马腿骨中提取基因组。他说,“我喜欢这篇论文。我一直在等待,已经等了八年了。”科学家此前假设,如果能够找到合适的样本,古老的DNA可以存在超过一百万年。生物体死亡后,其染色体就会破碎成碎片,随着时间的推移,染色体会变短。最终,DNA链变得如此之小,以至于即使可以被提取,也会丢失过多的遗传信息。

 

此前奥兰多的研究小组发现,来自加拿大育空地区的马骨中的遗传信息即使是短至25个DNA字母的碎片,仍可被解释。他们预计,在冻土常年不化的情况下,一百万年前的遗骸如果保存完好,也应包含这种长度水平的DNA片段。 那时奥兰多表示,唯一的问题是,是否存在这样的样本?

 

如今这个样本被挖掘出来,圆了奥兰多和众多科学家的梦想,而这一新纪录的发现,也为科学家研究古生物提供了更多可能性。2011年1月,日本的一个科研团队曾宣布欲实施猛犸象复活计划,其内容主要是借助克隆技术,用猛犸象冷冻细胞作为素材再培育出猛犸象。可以想象,有了这项新发现,猛犸象复活计划恐怕将不再是纸上谈兵。

 

(本文参考澎湃新闻有关文章编写)

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