دانشمندان برای اولین‌بار کروموزوم‌های ماموت‌ها را به‌صورت سه‌بعدی بازسازی کردند

تکه ای از پوست ماموت که در خاک یخ زده به دام افتاده است، دانشمندان را قادر به دستیابی به یک دستاورد شگفت انگیز کرده است. از این پوست که متعلق به یک ماموت پشمالو بود، دانشمندان نه تنها ژنوم، بلکه طرح سه بعدی کروموزوم های یک ماموت غول پیکر را بازسازی کردند.

DNA در این نمونه یک میلیون برابر بیشتر از قطعات DNA یافت شده در فسیل های قبلی بود. این اولین باری است که دانشمندان توانستند کاریوتیپ یک نمونه باستانی را تعیین کنند. کاریوتایپ فرآیندی است که در آن شکل کروموزوم های موجود در سلول های یک موجود زنده ترسیم می شود.

آخرین ماموت پشمالو حدود چهار هزار سال پیش از بین رفت. دانشمندان چندین دهه است که با بررسی بقایای این حیوانات، جنبه های جدیدی از زندگی و تاریخ خود را کشف کرده اند. خوشبختانه ماموت ها در محیط های سرد زندگی می کردند و بقایای بسیاری از ماموت ها در مناطق یخ زده کشف شده است. این مناطق، مانند فریزرهای طبیعی، بخش‌های زیادی از مواد ژنتیکی ماموت‌ها را حفظ کرده‌اند.

در سال ۲۰۱۸، بقایای یک ماموت پشمی ماده در توندرای سیبری یافت شد که علاوه بر استخوان شامل بافت پوست نیز می شد. دانشمندان بلافاصله متوجه شدند که این نمونه می تواند حاوی مواد ژنتیکی بیشتری از هر نمونه کشف شده دیگری باشد.

دلیل آن این است که این حیوان بلافاصله پس از مرگ در حالت انجماد خشک شد. در این فرآیند آب بدن تصعید می شود و مواد باقی مانده منجمد می شوند. به این ترتیب بافت های حیوانی حالت شیشه ای پیدا می کنند.

فرآیند خشک کردن انجمادی سلول ها را کاملا منجمد کرده و آرایش سه بعدی قطعات DNA را برای ده ها هزار سال حفظ کرده است. به عبارت دیگر، ساختار کروموزوم های ماموت آسیب ندیده است. بنابراین این فسیل اطلاعات ژنتیکی ماموت ها را بیشتر از تمام فسیل های قبلی نشان می دهد.

بازسازی کروموزوم های ماموت پشمی

ژنوم کامل یک ارگانیسم دنباله ای از میلیاردها هسته نوکلئوتیدی است که با هم جفت می شوند و چندین پلیمر بلند از DNA دو رشته ای را تشکیل می دهند. سپس این مولکول های رشته ای به هم می پیچند و ساختارهایی به نام کروموزوم را تشکیل می دهند. به این ترتیب، ژنوم می تواند در داخل هسته یک سلول قرار گیرد، در حالی که توالی های حساس محافظت می شوند و بیان ژن آسان تر می شود.

هر کروموزوم می تواند شامل صدها میلیون جفت باز باشد. اما حتی در فسیل‌هایی که به خوبی حفظ شده‌اند، کروموزوم‌ها به سرعت می‌شکنند و قطعاتی با کمتر از ۱۰۰ جفت باز باقی می‌گذارند.

دانشمندان تکه ای از پوست را از پشت گوش ماموت برداشتند و از تکنیکی به نام Hi-C برای کنار هم قرار دادن قطعات پازل استفاده کردند. این یک کار طاقت فرسا بود که سال ها به طول انجامید. اما سرانجام توانستند DNA ماموت پشمالو را نقشه برداری کنند.

یکی از نتایج این دستاورد این بود که دانشمندان توانستند بفهمند که ماموت پشمالو دارای ۲۸ جفت کروموزوم است. این اولین بار است که جفت کروموزوم یک حیوان منقرض شده شمارش می شود. این عدد معقول است؛ زیرا فیل ها، نزدیک ترین خویشاوندان ماموت ها نیز دارای ۲۸ جفت کروموزوم هستند.

دانستن شکل کروموزوم های یک حیوان می تواند بازسازی کل توالی DNA آنها را ممکن سازد. به این ترتیب دانشمندان می توانند اطلاعات جدیدی را که قبلاً در دسترس نبود به دست آورند.

برای مثال، ژن‌های فعال و غیرفعال معمولاً در نواحی جداگانه‌ای در هسته سلول قرار دارند. پدیده ای به نام “بخش بندی کروموزوم”. با مقایسه تقسیم بندی ماموت ها و فیل ها، دانشمندان می توانند شباهت ها و تفاوت های کلیدی بین این دو حیوان را دریابند.

دانشمندان نتایج این تحقیق را در مجله Cell منتشر کرده اند.

منبع: دیجیاتو