Можем ли да клонираме динозаври?

Някъде в Южна Америка миньор намира парче кехлибар. Вътре във фосилната дървесна смола той отбелязва нещо, което изглежда като комар. Използвайки съвременно оборудване, учените извличат последното хранене на кръвосмучещото насекомо. Благодарение на генетичния код, перфектно запазен във все още непокътнатите кръвни клетки, учените след това клонират динозавър. Научно-фантастичният роман от 1990 г. и по-късно успешен филмов франчайзДжурасик парк“популаризира идеята, че кехлибарът може да запази меките тъкани и дори молекулите на ДНК в продължение на милиони години. Но истинските опити за извличане на ДНК от кехлибар или подобни вещества бяха неуспешни и до днес и пробите, вградени в смола, бяха счетени за неподходящи за генетични изследвания.

За разлика от филмите, смола от изкопаеми дървета не е добър избор за запазване на ДНК, крехка молекула, носеща генетични инструкции за развитието, функционирането, растежа и възпроизвеждането на всички познати организми. Когато вискозна субстанция улови малко животно, меката тъкан започва да се разпада незабавно и по-голямата част от ДНК се губи, преди цялото животно дори да бъде капсулирано. Дори ако е запазена част от ДНК, химическите съединения на смолата ще реагират с нея, унищожавайки я с течение на времето.

През 2020 г. а проучване, публикувано в списанието ПЛОС ПЪРВО се опита да определи дали и колко дълго може да се запази ДНК на насекоми, затворени в смолисти материали. Изследователите събраха малки бръмбари от амброзия, които бяха уловени в смолата на кехлибарените дървета (Хименея), вид, ендемичен за остров Мадагаскар. Химичният състав на това модерно дърво от смола е много подобен на вкаменен кехлибар. Пробите се съхраняват от 2 до 6 години и след това се обработват.

Проучването заключава, че въпреки че е много крехка, ДНК все още е запазена в пробите. Първите опити за използване на етанол за разтваряне на смолата около бръмбарите се оказаха контрапродуктивни. Алкохолът реагира със смолата, унищожавайки всякаква ДНК. Това наблюдение може да обясни защо предишни опити за извличане на ДНК винаги са били неуспешни. Дори след усъвършенстване на процеса на извличане, смяна на химикали, се появиха нови проблеми. В полимеразна верижна реакция (или PCR) се използва широко за репликиране на малки фрагменти от ДНК, но изследователите откриха, че този метод не е много ефективен с ДНК, извлечена от смолисти материали. Възможно е, така че авторите, веществата, открити в смолата, да инхибират химикалите, използвани за копиране на единични ДНК низове. Само след внимателно почистване на пробите и повтаряне на PCR процеса няколко пъти, достатъчно ДНК беше репликирана за изследване на геномиката на вградения организъм.

Все още не е ясно колко дълго може да оцелее някакъв генетичен материал в смолата. Изследователите се надяват да приложат новия метод към други примери на вградени в смола меки тъкани и така да определят скоростта на разпадане на ДНК. Водата също изглежда играе съществена роля в потенциала за опазване. Смолата създава водоустойчива бариера, задържаща влагата в меките тъкани. Това също може да повлияе на стабилността на генетичния материал.

Изненадващо, последните открития предполагат, че следите от ДНК могат да бъдат запазени дори в скалите.

През 2021 г. екип от учени от Института по палеонтология и палеоантропология на гръбначните животни (IVPP) на Китайската академия на науките и Музея на природата Шандонг Тианю (STM) успешно идентифицираха ДНК-подобни молекули, запазени в клетки от 125-милионна година. стара вкаменелост от динозавър.

Динозавърът, наречен Caudipteryx, беше малко всеядно животно с размерите на паун с дълги пера на опашката. Той броди по бреговете на плитките езера на Джехол Биота в провинция Ляонин през ранната креда.

„Геоложките данни се натрупват през годините и показват, че опазването на вкаменелостите в Джехол Биота е изключително поради фината богата на силиций вулканична пепел, която е погребала труповете и ги е запазила до клетъчно ниво“, каза LI Zhiheng, доцент в IVPP и съавтор на това проучване, публикувано в списанието Биология на комуникациите.

Учените извадиха част от дистален ставен хрущял от дясната бедрена кост на този екземпляр, декалцираха го и използваха различни микроскопски и химически методи, за да го анализират. Те осъзнали, че всички клетки са били минерализирани чрез силицизиране след смъртта на животното. Това силицизиране най-вероятно е това, което позволява отличното запазване на тези клетки.

Освен това екипът изолира някои клетки и ги оцветява с химикал, използван в биологични лаборатории по целия свят. Известно е, че този лилав химикал, наречен хематоксилин, се свързва с ядрата на клетките. След оцветяване на материала на динозавъра, една клетка на динозавър показа лилаво ядро ​​с някои по-тъмни лилави нишки. Това означава, че клетката на динозавър на 125 милиона години има добре запазено ядро, което запазва някои оригинални биомолекули и хроматинови нишки.

Хроматинът в клетките на всички живи организми на Земята е изграден от плътно опаковани ДНК молекули. По този начин резултатите от това проучване предоставят предварителни данни, които предполагат, че остатъците от оригиналната ДНК на динозавъра все още могат да бъдат запазени. Но за да тества точно това, екипът трябва да свърши много повече работа и да използва химически методи, които са много по-рафинирани от оцветяването, което използваха тук.

„Нека бъдем честни, очевидно се интересуваме от вкаменени клетъчни ядра, защото тук би трябвало да бъде по-голямата част от ДНК, ако ДНК е била запазена“, каза авторът на изследването Алида Байлеул. През 2020 г. тя публикува друго проучване, отчитащо изключително ядрено и биомолекулно запазване в хрущялните клетки на динозавър от Монтана“И така, имаме добри предварителни данни, много вълнуващи данни, но тепърва започваме да разбираме клетъчната биохимия в много стари вкаменелости. В този момент трябва да работим повече.”

Въпреки оптимизма си да добавят този тип анализ на много стара ДНК към по-често срещаните методи – като ДНК, възстановена от скелетен материал, мумифицирани и замразени тъкани на много по-млади вкаменелости – изследователите нямат намерение да клонират динозаври в близко бъдеще.

.

Leave a Comment