Keď začiatkom 90. rokov minulého storočia prišiel do kín film Stevena Spielberga, diváci zostali v nemom úžase. Jedna z najpamätnejších scén, ktorá zaujala milióny ľudí, vyobrazovala komára z doby dinosaurov uväzneného v skamenenej miazge – v jantári.

Vďaka krvi, ktorá sa zachovala v tele tohto komára, dokázali získať DNA týchto prehistorických tvorov. Nielenže takto získali poznatky o histórii a vývoji našej Zeme, ale zároveň dokázali naklonovať dávne zvery pre účely Jurského parku.

Filmovú sériu pochopiteľne zaradený do žánru vedeckej fantastiky. To však neznamená, že pomocou modernej vede sa k tomu nevieme dostať bližšie. Nedávno publikovaná štúdia v časopise Cell opísala niečo, čo sa doteraz nikomu nepodarilo.

Medzinárodnému výskumnému tímu sa totiž podarilo zostaviť genóm a 3D model chromozómových štruktúr 52-tisíc rokov starého mamuta srstnatého. Ide o obrovský úspech, pretože doposiaľ sa vedcom podarilo získať len fragmenty jeho DNA.

Ako je to možné?

Vedecký časopis Nature uvádza, že približne pred 40 rokmi vedci zistili, že zvyšky DNA sa môžu zachovať v exemplároch z dávnej minulosti. Napríklad v tisícročia starých egyptských múmiách. Odvtedy však zistili, že nájsť ju môžu aj v ďalších pozostatkoch.

Zakaždým však narazili na problém. Ako čas plynie, DNA degraduje a chemicky sa poškodzuje, čo spôsobilo, že získavali len fragmenty DNA bez ucelenej štruktúry. Úplná rekonštrukcia 3D genómu z týchto kúskov je preto takmer nemožná.

Výskumníci tvrdia, že vzorka mamuta vznikla podobne ako vysušené hovädzie mäso, tzv. beef jerky. Zdroj: Love Dalén/Stockholm University

Génom cicavcov je 30-miliónkrát väčší ako typický fragment starovekej DNA, vysvetlil pre vedecký časopis spoluautor štúdie Erez Lieberman Aiden, genetik z Baylor College of Medicine v Houstone v americkom štáte Texas.

Neporušený chromozóm je o čosi jednoduchší, keďže oproti bežnému fragmentu starovekej DNA je dlhší len o miliónkrát. Kvôli predpokladu, že 3D štruktúra DNA časom zanikne sa doteraz nikto nepokúšal skúmať chromozómy v jadrách starovekých buniek.

Prišli s novou metódou

Výsledky ich výskumu do veľkej miery závisia od správne vybranej vzorky. Počas piatich rokov testovali desiatky preparátov, kým sa dostali k nezvyčajne dobre zachovanému mamutovi srstnatému. Toho vykopali na severovýchode Sibíri v roku 2018.

„Myslíme si, že spontánne zmrzol krátko po svojej smrti,“ hovorí spoluautorka štúdie Olga Dudchenko z Centra pre architektúru genómu na Baylor College of Medicine. Hovorí, že jadrová architektúra v dehydratovanej vzorke môže prežiť neuveriteľne dlhý čas.

Na rekonštrukciu genómu mamuta výskumníci extrahovali DNA zo vzorky kože odobratej za mamutím uchom. Použili metódu Hi-C, ktorá umožňuje vedcom odhaliť úseky DNA, ktoré sa nachádzajú blízko seba v moderných vzorkách.

Tím skúmal aj vzorky z mladej samice mamuta, ktorú objavili v roku 2010. Zdroj: Love Dalén/Stockholm University

„Predstavte si, že máte skladačku, ktorá má 3 miliardy dielikov, ale nemáte k dispozícii obrázok finálnej skladačky,“ hovorí spoluautor Marc A. Marti-Renom. Metóda Hi-C chemicky spája časti genómu, čím poskytujú približnú predstavu o tomto „obraze“.

Pomocou jedinečnej upravenej techniky nazvanej PaleoHi-C dokázali výskumníci zistiť, že srstnaté mamuty mali 28 párov chromozómov, čiže dokopy mali 56 chromozómov. Rovnaký počet párov majú aj moderné slony, uvádza portál Science.org.

Stane sa sci-fi realitou?

Hoci sme už vedeli ako srstnaté mamuty vyzerali, teraz sa o nich môžeme dozvedieť ešte viac. „Prvýkrát máme k dispozícii tkanivo mamuta srstnatého, u ktorého približne vieme, ktoré gény boli zapnuté a ktoré vypnuté,“ vysvetľuje Marti-Renom.

Ako sme už uviedli, metóda si vyžaduje nezvyčajne dobre zachované fosílie. Vedci sú však optimistickí, že by sa mohla použiť aj na štúdium iných starovekých vzoriek DNA, napríklad už spomínané egyptské múmie, ako aj novšie zachované muzeálne vzorky.

Portál LiveScience uvádza, že porovnaním novozískanej génovej aktivity s aktivitou slona by vedci mohli určiť rozdiely, ktoré môžu podporiť prebiehajúce úsilie o obnovenie vyhynutej populácie tejto zvery. Vysvetlil to spoluautor štúdie Juan Antonio Rodríguez.

Táto skutočnosť však nebola motiváciou štúdie. „Nerobili sme ju špeciálne kvôli snahám o rekonštrukciu, ale preto, aby sme sa poučili z minulosti a získali informácie pre budúce rozhodnutia,“ uviedla Olga Dudchenková.

Napriek tomu Rodríguez dodal, že architektúra genómu „je ďalším krokom“ k deextinkcii. Zároveň si myslí, že „existuje mnoho ďalších známych a neznámych krokov, ktoré musia vedci vyriešiť, kým mamuta privedú späť“ zo záhrobia vyhynutých živočíchov.