RNA has been recovered from an extinct species for the first time/Впервые РНК была выделена из вымершего вида

Новое исследование показывает выделение и секвенирование молекул РНК более чем столетней давности из экземпляра тасманийского тигра, сохраненного при комнатной температуре в музейной коллекции. Это привело к тому, что впервые были реконструированы транскриптомы кожи и скелетных мышц вымершего вида.

Исследователи отмечают, что их выводы имеют важное значение для международных усилий по возрождению вымерших видов, включая тасманийского тигра и шерстистого мамонта, а также для изучения пандемических РНК-вирусов.

Тасманийский тигр, также известный как тилацин, был замечательным верхним плотоядным сумчатым животным, которое когда-то было распространено по всему австралийскому континенту и острову Тасмания. Этот необычный вид окончательно исчез после европейской колонизации, когда он был объявлен сельскохозяйственным вредителем, и к 1888 году была установлена награда в размере 1 фунта стерлингов за каждое убитое взрослое животное. Последний известный ныне живущий тасманийский тигр умер в неволе в 1936 году в зоопарке Бомарис в Хобарте, Тасмания.

Недавние усилия по борьбе с вымиранием были сосредоточены на тасманийском тигре, поскольку его естественная среда обитания в Тасмании все еще в основном сохранена, и его реинтродукция могла бы помочь восстановить былое равновесие экосистем, утраченное после его окончательного исчезновения. Однако реконструкция функционального живого тасманийского тигра требует не только всесторонних знаний о его геноме (ДНК), но и о динамике тканеспецифической экспрессии генов и о том, как работает регуляция генов, чего можно достичь только путем изучения его транскриптома (РНК).

«Воскрешение тасманийского тигра или шерстистого мамонта — задача нетривиальная и потребует глубоких знаний как о геноме, так и о регуляции транскриптома таких известных видов, что только сейчас начинает раскрываться», — говорит Эмилио Мармол, ведущий автор исследования, недавно опубликованного в журнале Genome Research. журнал подготовлен исследователями SciLifeLab в сотрудничестве с Центром палеогенетики, совместным предприятием Шведского музея естественной истории и Стокгольмского университета.
Молекулы РНК, выделенные из тасманийского тигра

Исследователи, стоящие за этим исследованием, впервые секвенировали транскриптом тканей кожи и скелетных мышц 130-летнего высушенного экземпляра тасманийского тигра, сохраненного при комнатной температуре в Шведском музее естественной истории в Стокгольме. Это привело к идентификации тканеспецифичных сигнатур экспрессии генов, которые напоминают сигнатуры ныне живущих сумчатых и плацентарных млекопитающих.

Восстановленные транскриптомы были настолько хорошего качества, что стало возможным идентифицировать специфичные для мышц и кожи белки, кодирующие РНК, и привели к аннотации отсутствующих генов рибосомальной РНК и микроРНК, что впоследствии соответствовало рекомендациям MirGeneDB.

«Это первый случай, когда мы получили представление о существовании специфичных для тилацина регуляторных генов, таких как микроРНК, которые вымерли более ста лет назад», — говорит Марк Р. Фридлендер, доцент кафедры молекулярных биологических наук Института Веннера-Грена Стокгольмского университета и SciLifeLab.

Это новаторское исследование открывает новые захватывающие возможности и последствия для изучения обширных коллекций образцов и тканей, хранящихся в музеях по всему миру, где молекулы РНК могут ожидать своего открытия и секвенирования.

«В будущем мы, возможно, сможем извлекать РНК не только из вымерших животных, но и геномы РНК-вирусов, таких как SARS-CoV2, и их эволюционных предшественников из кожи летучих мышей и других организмов-хозяев, хранящихся в музейных коллекциях», — говорит Лав Дален, профессор эволюционной геномики Стокгольмского университета и Центр палеогенетики.

Авторы исследования говорят, что они с нетерпением ждут будущих комплексных исследовательских разработок, интегрирующих как геномику, так и транскриптомику, что приведет к новой эре в палеогенетике, выходящей за рамки ДНК.

от Автора: Stockholm University

Источник: https://phys.org/news/2023-09-rna-recovered-extinct-species.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=weekly-nwletter

More information: Emilio Marmol-Sanchez et al, Historical RNA expression profiles from the extinct Tasmanian tiger, Genome Research (2023). DOI: 10.1101/gr.277663.123

Journal information: Genome Research

Provided by Stockholm University

https://genome.cshlp.org/content/early/2023/09/08/gr.277663.123 : Палеогеномика продолжает давать ценную информацию об эволюции, динамике численности и экологии наших предков и других вымерших видов. Однако секвенирование ДНК не может выявить тканеспецифичную экспрессию генов, клеточную идентичность или регуляцию генов, которые достижимы только на уровне транскрипции. Новаторские исследования показали, что полезная РНК может быть извлечена из древних образцов, сохранившихся в вечной мерзлоте, и исторических шкур сохранившихся псовых, но до сих пор не предпринималось никаких попыток в отношении вымерших видов. Мы извлекаем, секвенируем и анализируем историческую РНК из мышечной и кожной ткани тасманийского тигра возрастом около 130 лет (Thylacinus cynocephalus), высушенного при комнатной температуре в музейной коллекции. Профили транскрипции очень похожи на профили существующих видов, выявляя специфические анатомические особенности, такие как медленные мышечные волокна или инфильтрация кровью. Метатранскриптомный анализ, повреждение РНК, тканеспецифические профили РНК и горячие точки экспрессии по всему геному дополнительно подтверждают тилациновое происхождение последовательностей. Последовательности РНК используются для улучшения кодирующих белок и некодирующих аннотаций, свидетельствующих о недостающих экзонных локусах и расположении генов рибосомальной РНК, при одновременном увеличении числа аннотированных микроРНК тилацина с 62 до 325. Мы обнаружили специфичную к тилацину изоформу микроРНК, которая не могла быть подтверждена без доказательств РНК. Наконец, мы обнаруживаем следы РНК-вирусов, что позволяет предположить возможность профилирования вирусной эволюции. Наши результаты представляют собой первую успешную попытку получить профили транскрипции у вымершего вида животных, предоставляя считавшуюся утраченной информацию о динамике экспрессии генов. Эти находки имеют многообещающее значение для изучения молекул РНК в обширных коллекциях музеев естественной истории и хорошо сохранившихся останках вечной мерзлоты.

• Received January 5, 2023.
• Accepted June 27, 2023.

• © 2023 Mármol-Sánchez et al.; Published by Cold Spring Harbor Laboratory Press