Самая древняя РНК в истории. Учёные изучили мамонта Юку возрастом 40 тыс. лет и прочли хронику его последних часов жизни

В начале прошлого десятилетия охотники юкагиров — коренного народа северо-восточной Сибири — обнаружили в тундре почти нетронутое тело молодого шерстистого мамонта. Небольшой детёныш, по размеру сопоставимый с собакой, пролежал в мерзлоте около 40 тысяч лет. Его рыжевато-коричневая шерсть сохранилась настолько хорошо, что найденному животному дали имя Юка. Недавний анализ позволил исследователям выделить из его тканей самые древние известные молекулы РНК и восстановить активность генов, зафиксированную в последние моменты жизни мамонта.

Группа под руководством генетика Эмилио Мармоль-Санчеса из Копенгагенского университета получила доступ к информации, которая обычно исчезает сразу после гибели организма. В отличие от ДНК, содержащей полный набор наследственных данных, РНК отражает, какие гены были задействованы непосредственно перед смертью. Эта молекула крайне нестойкая: её структура быстро разрушается из-за действия ферментов, температурных перепадов и изменений внешней среды. Даже в живых тканях она сохраняется недолго без мгновенной фиксации. Поэтому обнаружение столь древней РНК считается редчайшей удачей и помогает понять, как вымершие животные развивались, переносили болезни, испытывали нагрузки и приспосабливались к суровым условиям ледниковой эпохи.

До этого исследования самым древним образцом считалась РНК, выделенная из останков щенка, пролежавшего в мерзлоте около 14 тысяч лет. Однако в распоряжении Мармоль-Санчеса оказались материалы от 10 различных мамонтов, включая Юку, что открыло возможность изучать гораздо более древний генетический материал.

Особенно информативным оказался фрагмент кожи, найденный в 2018 году на Белой Горе близ Индигирки. Тёмно-коричневые мумфицированные ткани сохранили строение клеток и следы РНК. Чтобы исключить риск попадания современных микроорганизмов, специалисты обрабатывали образцы в стерильных условиях. После этого биоинформатики с помощью нескольких независимых вычислительных методов подтвердили: найденные последовательности действительно принадлежат мамонтам, а не случайным примесям или микробной ДНК.

Когда происхождение молекул было установлено, учёные сравнили их с геномом азиатского слона и реконструированной последовательностью шерстистого мамонта. Такой анализ позволил определить, какие гены давали начало найденным фрагментам. В тканях Юки обнаружили сотни матричных РНК, участвующих в синтезе белков, а также множество некодирующих разновидностей, регулирующих работу клеток. Особое внимание привлекли последовательности, связанные с сокращением мышц и энергетическим обменом — по ним можно оценивать физическое состояние животного незадолго до гибели.

Помимо этого, в образцах выделили микроРНК — короткие регуляторные молекулы, управляющие активностью генов. Среди них оказались два ранее неизвестных варианта, характерных только для мамонтов и слонов. Состав последовательностей указал на наличие генов Y-хромосомы, что позволило установить пол животного: Юка был самцом, хотя первоначально предполагали иное.

Форензик-археолог Оливер Смит, участвовавший в работе с предыдущим рекордным образцом древней РНК, отмечает, что новые результаты подтверждают возможность изучать вирусы, сохранившиеся в мерзлоте. Такие данные помогают лучше понять не только биологию мамонтов, но и набор патогенов, циркулировавших тысячелетия назад. Среди них могут быть древние коронавирусы или ранние формы вируса гриппа. Эти сведения важны для оценки того, какие вирусы способны сохранять опасные свойства на протяжении геологически значимых периодов, насколько рискованно их возможное «возвращение» при таянии мерзлоты и какие пробелы остаются в понимании их влияния на современные экосистемы.