L’RNA più antico del mondo trovato nel mammut lanoso

Nel 2010, i cacciatori di zanne che perlustravano la riva di un fiume vicino alla costa artica della Siberia hanno scoperto la mummia di un giovane mammut. L’animale, soprannominato “Yuka” dal vicino villaggio di Yukagir, era rimasto congelato per quasi 40.000 anni. Il permafrost ha preservato la sua carcassa nei minimi dettagli, con macchie di pelo rossastro, un tronco contorto e persino il suo cervello intatto.

Ora, i ricercatori riferiscono che i tessuti di Yuka conservano un altro raro tesoro preistorico: tracce di acido ribonucleico (RNA), molecole genetiche cruciali per la vita ma che di solito si deteriorano poco dopo la morte. I risultati del team, pubblicati oggi nel giornale Cellrappresentano le sequenze di RNA più antiche mai recuperate e la prima volta che le molecole sono state estratte da a mammut lanoso (Mammuthus primigenius).

Gli scienziati hanno trascorso decenni a studiare frammenti di DNA antico provenienti da esemplari di mammut lanosi ben conservati come Yuka. Questi frammenti di materiale genetico hanno contribuito a costruire il genoma della specie, rivelando quanto i mammut siano strettamente imparentati con gli elefanti viventi.

Tuttavia, tracce di RNA antico si sono rivelate sfuggenti. Questi composti, che tipicamente esistono come un singolo filamento di molecole, sono essenziali per attivare geni specifici e creare proteine ​​importanti, ma sono meno durevoli del DNA.

“L’RNA antico ci fornisce un’istantanea di quali geni sono attivati ​​o attivi in ​​un determinato tessuto”, afferma Love Dalén, che studia genomica evolutiva all’Università di Stoccolma ed è stato coautore del nuovo studio. “Questo è qualcosa che non potremmo mai vedere solo nel DNA”.

L’RNA è famoso anche per la sua relazione con virus, come l’influenza e i coronavirus come SARS-CoV-2, responsabile del Covid-19. Questi agenti patogeni immagazzinano le loro informazioni genetiche in filamenti di RNA. Dalén ritiene che l’RNA antico sarà fondamentale per rilevare tracce di virus dell’era glaciale conservati accanto alla megafauna mummificata.

Mentre il team ha esaminato Yuka per i virus a RNA e ha scoperto che il giovane mammut aveva un certificato di salute relativamente pulito, potrebbero esserci altri resti preistorici da scoprire il cui materiale genetico ospita la firma di antichi agenti patogeni. “Se stai esaminando un campione che ha una carica virale relativamente elevata nel tessuto, dovremmo essere in grado di isolare quei virus a RNA”, afferma.

La ricerca dell’RNA antico

I ricercatori hanno a lungo pensato che l’RNA fosse troppo fragile per sopravvivere secoli, per non parlare di migliaia di anni. Ma recenti sforzi hanno messo in discussione questa ipotesi. Nel 2023, Dalén e il suo team hanno recuperato l’RNA dalla pelle e dal tessuto muscolare di un esemplare estinto di tigre della Tasmania che era nella collezione di un museo da oltre 130 anni. Nel 2017, un altro gruppo di ricercatori ha estratto RNA molto più vecchio dai tessuti dello stomaco una mummia del ghiaccio di 5.300 anni.

Per trovare RNA ancora più antico, Dalén e i suoi colleghi si sono concentrati su campioni provenienti dal permafrost della Siberia settentrionale. Mentre il terreno ghiacciato della regione si scioglie, la gente del posto e gli scienziati si sono imbattuti in diverse scoperte straordinarie, tra cui un cucciolo di gatto dai denti a sciabola mummificato e una miriade di esemplari di mammut che conservano pelle e tessuti muscolari.

Il team ha esaminato campioni di Yuka e di altri nove mammut siberiani. Mentre tre mammut avevano l’RNA isolato dai loro tessuti, quello di Yuka aveva i filamenti più lunghi e solo quello di Yuka aveva molecole di RNA coinvolte nell’attivazione genetica essenziale per lo sviluppo del tessuto muscolare.

Queste molecole di RNA forniscono anche informazioni sugli ultimi momenti della vita del giovane mammut. Ad esempio, gli scienziati hanno osservato un numero elevato di sezioni di RNA che sono indicatori di stress cellulare.

“Potremmo dire che la vita di Yuka prima della sua morte è stata piuttosto stressante e che ha finito per rimanere impressa nel panorama molecolare dei suoi muscoli”, afferma Emilio Mármol, ricercatore post-dottorato presso l’Università di Copenaghen e autore principale del nuovo studio. Alcuni scienziati hanno ipotizzato che il giovane mammut sia stato attaccato dai leoni delle caverne (Panthera spelaea) prima di cadere in un lago o stagno poco profondoanche se è difficile determinare le circostanze esatte, ha detto Mármol.

Un’inversione di genere nell’era glaciale

Mentre setacciavano il materiale genetico giovanile del mammut alla ricerca di tracce di RNA, il team ha fatto un’altra scoperta sorprendente: Yuka era geneticamente maschio. La scoperta mette in discussione diverse analisi iniziali del campione che concludevano che Yuka era una giovane femmina di mammut in base alle sue caratteristiche anatomiche.

Inizialmente, i ricercatori pensavano di aver confuso i campioni di mammut. Per verificare i loro risultati, i ricercatori hanno anche esaminato sezioni dell’antico DNA di Yuka raccolte da altri due gruppi di ricerca e hanno confermato che il mammut aveva sia un cromosoma X che uno Y.

Daniel Fisher, un paleontologo dell’Università del Michigan che studia i mammut ma non è stato coinvolto nel nuovo articolo, non è sorpreso da questa svolta. “Questo non è un sistema facile da interpretare, soprattutto considerando gli estesi danni post-mortem che il corpo di Yuka ha subito”, dice. Pensa che confermare che Yuka fosse geneticamente maschio costringerà i ricercatori a reinterpretare diversi aspetti della storia della vita del famoso mammut, come il modo in cui è maturato e cresciuto.

Implicazioni per riportare indietro i mammut

Anche se l’idea di riportare in vita il mammut lanoso dall’estinzione ha fatto notizia negli ultimi anni, i frammenti specifici di RNA evidenziati nel nuovo studio hanno poco valore diretto per gli sforzi di deestinzione, dice Dalén. Questo perché questi RNA controllano le basi genetiche dello sviluppo muscolare, che sono essenzialmente le stesse per i mammut e gli elefanti moderni.

Ma trovare l’RNA antico è una pietra miliare scientifica cruciale che potrebbe eventualmente aiutare gli sforzi di de-estinzione, dice Beth Shapiro, una biologa evoluzionista che non è stata coinvolta nel nuovo studio, e ricopre il ruolo di direttore scientifico presso Colossal Biosciences, una società che tenta di far rivivere geneticamente i mammut lanosi e molte altre specie estinte. (Dalén è anche membro del comitato consultivo scientifico di Colossal).

“In futuro, dovremmo essere in grado di utilizzare questo approccio per esplorare come l’espressione genetica differisce tra le specie estinte e quelle viventi”, afferma.

Un esempio potrebbe essere l’individuazione dei geni responsabili del pelo ispido dei mammut. Dalén afferma che la scoperta di RNA antico nei follicoli piliferi dei mammut potrebbe far luce sui percorsi genetici che attivano i geni, aiutando potenzialmente gli scienziati a riprodurre la spessa pelle dell’animale in un analogo moderno.

Trova questa possibilità intrigante: “Chi non vuole sapere quali geni rendono lanoso un mammut?”