Впервые выделена РНК из сумчатого волка

Группа исследователей объявила о выделении и секвенировании молекул РНК более чем столетней давности из экземпляра cумчатого волка, хранящегося в музейной коллекции. Это первый случай для вымершего животного. Чему может научить нас это новое открытие? Подробности этой работы опубликованы в журнале Genome Research.

Печальный конец

Сумчатый волк, или тилацин, — плотоядное сумчатое животное, обитавшее когда-то на значительной части Австралийского континента, в том числе и на Тасмании. Узнаваемый по своеобразной внешности, напоминающей собаку с полосами на спине, тилацин не терпел присутствия человека. Еще до прихода европейских поселенцев численность этого животного сократилась, в основном из-за утраты естественной среды обитания в результате экспансии человека и конкуренции с другими завезенными видами.

Окончательное исчезновение этого вида было ускорено европейской колонизацией. Считая этих сумчатых угрозой для сельского хозяйства, в частности для стад овец, власти ввели в 1888 г. вознаграждение в размере 1 фунта стерлингов за каждое убитое взрослое животное, поощряя тем самым интенсивную и нерегулируемую охоту. Эта кампания в сочетании с продолжающейся утратой среды обитания в конечном итоге привела к сокращению популяции сумчатых волков до критического уровня.

Последний сумчатый волк умер в неволе 7 сентября 1936 года в зоопарке Бомарис в Хобарте (Тасмания).

После своего исчезновения сумчатый волк, тем не менее, продолжает вызывать восхищение, причем некоторые полагают, что его недавно заметили в дикой природе. Его печальная история также напоминает нам о важности сохранения дикой природы и защиты исчезающих видов в условиях изменения окружающей среды и деятельности человека, что возвращает нас к недавней работе над РНК.

Что такое РНК?

РНК, как и ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), является молекулой, несущей генетическую информацию. Однако между этими двумя молекулами есть несколько ключевых различий.

Во-первых, в отличие от ДНК, которая имеет двухцепочечную структуру (две нити, свернутые в двойную спираль), РНК имеет только одноцепочечную структуру. Другими словами, эта молекула состоит из одной нити нуклеотидов.

Более того, если ДНК состоит из четырех нуклеотидных оснований (аденина (A), тимина (T), цитозина (C) и гуанина (G)), то РНК состоит из тех же четырех, за исключением тимина, который заменен на урацил (U).

Наконец, несмотря на то, что обе эти молекулы участвуют в хранении и передаче генетической информации, они выполняют в клетке разные функции. С одной стороны, ДНК является основным носителем генетической информации, а РНК играет важнейшую роль в транскрипции ДНК в белки (мессенджерные РНК), регуляции генов и транспорте генетической информации.

При этом известно, что РНК может быть более подвержена деградации с течением времени, чем ДНК, особенно при неблагоприятных условиях окружающей среды. Тем не менее понимание этой молекулы необходимо для того, чтобы больше узнать о биологии вымершего животного. Как отмечает Милио Мармол Санчес (Milio Mármol Sánchez), сотрудник Шведского музея естественной истории и основной автор данного исследования, РНК «позволяет взглянуть на реальную биологию, на то, как клетка функционировала в метаболическом плане, когда она была жива, незадолго до своей смерти».

РНК, впервые выделенная из сумчататого волка

В рамках данного исследования ученый и его команда извлекли РНК из сумчататого волка, умершего около 130 лет назад. Одним из первых препятствий было доказать, что это действительно генетический материал самого животного, а не молекулы, полученные в результате загрязнения окружающей среды.

Благодаря последовательностям РНК, выделенным из кожи и мышечной ткани, исследователи смогли заполнить несколько пробелов в ДНК сумчататого волка. Поскольку РНК транскрибируется с ДНК, то на основе РНК можно экстраполировать последовательности ДНК.

В данном случае исследователи выявили последовательность микроРНК, которая никогда ранее не была описана и, очевидно, является уникальной для данного вида. Исследователи также отметили, что ими была выявлена еще одна ранее не описанная последовательность микроРНК. Однако оказалось, что она является общей для нескольких видов сумчатых.

В целом число известных микроРНК у сумчатых волков увеличилось с 62 до 325. Они также выявили различия между кожей и мышечной тканью, основываясь исключительно на РНК. Неудивительно, что в образцах кожи обнаружен высокий уровень РНК, связанной с кератином, а в образцах мышц — с белками мышечных волокон (актином и миозином).

Новые возможности

Эта работа важна тем, что открывает новые возможности для изучения обширных коллекций тканей, хранящихся в музеях по всему миру, где можно обнаружить и секвенировать другие молекулы РНК. Теперь команда надеется найти образцы еще более древних вымерших животных, например, мамонтов.

В будущем, по мнению исследователей, из тканей организмов-хозяев, хранящихся в музейных коллекциях, можно будет извлекать РНК геномов вирусов и их эволюционных предшественников.