迄今最古老:科學家首次從 3.9 萬年前猛獁象遺骸中成功提取 RNA

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11 月 16 日消息,瑞典斯德哥爾摩大學的研究團隊首次從冰封 3.9 萬年的長毛猛獁象組織中成功分離並測序 RNA 分子。

這些 RNA 來源於西伯利亞永久凍土保存的樣本,是迄今為止人類獲得的最古老 RNA。相關成果已於 11 月 14 日發表在《細胞》上(IT之家附 DOI: 10.1016/j.cell.2025.10.025)。

研究顯示,不僅 DNA 與蛋白質,RNA 也能夠在極端條件下長期保存,為研究早已滅絕物種的生物學特徵提供新的信息。

論文第一作者、現就職於哥本哈根大學 Globe Institute 的 Emilio Mármol 表示:「通過 RNA,我們可以直接看到哪些基因處於『開啟』狀態,讓我們得以一窺這隻生活在上一次冰河時期的猛獁象生命最後時刻的生理活動。這些信息僅靠 DNA 是無法獲得的。」

在斯德哥爾摩大學工作期間,他與 SciLifeLab 及斯德哥爾摩大學和瑞典自然歷史博物館共同牽頭的古遺傳中心(Center for Palaeogenetics)開展合作。長期以來,科學家不斷解析猛獁象 DNA 以重建其基因組與演化歷史,但 RNA—— 展示基因實際活動狀況的關鍵分子 —— 一直被視為過於易碎,難以跨越時間保存。

Mármol 指出,團隊獲得了保存狀況極佳的猛獁象組織樣本,因此希望其中仍能保留「被凍結的」RNA 分子。研究負責人之一、斯德哥爾摩大學進化基因組學教授 Love Dalén 說:「我們之前曾將 DNA 的可追溯極限推進到百萬年以上,而此次希望探索 RNA 是否也能突破既往研究的時間上限。」

最古老的 RNA 測序記錄

研究人員在名為 Yuka 的幼年猛獁象凍結肌肉組織中發現明確的組織特異性基因表達模式。儘管猛獁象基因組包含 2 萬多個蛋白編碼基因,但並非全部處於活躍狀態。檢測到的 RNA 主要與肌肉收縮以及應激狀況下的新陳代謝調節有關。Mármol 表示:「我們發現了細胞應激的跡象,這並不令人意外,先前研究顯示 Yuka 在死亡前可能曾遭洞獅攻擊。」

團隊同時鑑定出大量與基因調控相關的 RNA 分子。斯德哥爾摩大學 Wenner-Gren 分子生物科學系副教授、SciLifeLab 研究員 Marc Friedländer 表示:「這些不編碼蛋白的 RNA,例如微小 RNA(microRNAs),是我們最令人興奮的發現之一。它們是古代肌肉組織中實時基因調控的直接證據,這是首次在如此古老的樣本中實現。」

來自挪威北極大學博物館的 Bastian Fromm 指出,這些微小 RNA 的罕見突變進一步確認了樣本確屬猛獁象來源,團隊甚至僅依據 RNA 證據鑑定出此前未知的基因,「這在如此古老的材料中尚屬首次」。

「RNA 能比過去認知的活得更久」

Dalén 表示:「我們的結果表明,RNA 分子可以比之前認為的存活得更久。這意味著我們不僅能夠研究滅絕動物中哪些基因處於『開啟』狀態,未來甚至有可能測序保存於冰河時期遺骸中的古代 RNA 病毒,包括流感病毒和冠狀病毒。」

研究團隊希望未來能夠將史前 RNA 與 DNA、蛋白質及其他可保存的生物分子結合研究。Mármol 總結道:「這些研究將有望重塑我們對已滅絕巨型動物以及其他物種的認識,揭示那些被時間凍結至今的層層生物學信息。」


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