Première découverte des Chromosomes Mumming
Rechercheurs ont étudié des fragments d'ADN ancien jusqu'à présent. Mais ils ont maintenant découvert des chromosomes dans la peau d'un Mammouth laniger, qui contiennent plus d'un million de lettres. Les restes d'matériel génétique ancien ont été conservés dans un état "verre-like".
Dans les restes de 52 000 ans d'un Mammouth laniger, un groupe de recherche a découvert des chromosomes fossiles beaucoup plus larges que tous les formes d'ADN ancien connues auparavant. Cela est probablement dû au pergélisol sibérien, qui a conservé la peau avec les chromosomes gelés et secs.
Lorsque les gens pensent aux fossiles, ils pensent probablement à des os fossilisés ou des insectes fossilisés dans de l'ambre. Mais les traces du passé peuvent également être des unités de vie beaucoup plus petites - à savoir, lorsqu'il s'agit de l'ADN fossile.
Le groupe de recherche international a maintenant découvert des chromosomes fossilisés dans la peau d'un Mammouth laniger, découverts en Sibérie en 2018 - après 52 000 ans. Cet découvert est particulièrement remarquable car les traces d'ADN génétique usuellement ne survivent que sous la forme de petits fragments d'ADN.
Structure intégrale du chromosome préservée
Les chromosomes fossilisés décrits plus récemment sont beaucoup plus larges que les formes d'ADN ancien connues. "Nous savions déjà que des fragments d'ADN ancien pouvaient survivre pendant de longues périodes de temps", déclare co-auteur Marcela Sandoval-Velasco de l'Université de Copenhague dans un communiqué de presse. "Mais ce que nous avons trouvé ici est un échantillon où l'arrangement tridimensionnel de ces fragments d'ADN était gelé pendant des décennies, permettant la conservation de la structure entière du chromosome."
Un chromosome de ce type révèle beaucoup plus sur les organismes extinctes qui ont habité la Terre à un moment donné que des fragments d'ADN individuels, qui sont rarement plus longs qu'une centaine de lettres du code génétique, et donc beaucoup plus petits que la séquence génétique complète des organismes à des milliards de lettres. Au lieu de cela, les chromosomes fossiles peuvent contenir des centaines de millions de lettres génétiques.
En comparant ces séquences fossiles avec l'ADN de espèces modernes, les changements dans le code génétique au cours de l'évolution peuvent être suivis. "Les chromosomes fossiles sont un tournant", déclare co-auteur Olga Dudchenko. "Si vous connaissez la forme d'un organisme chromosome, vous pouvez reconstruire entièrement la séquence d'ADN d'organismes extincts. Cela fournit des informations qui étaient auparavant impossible."
Compter jusqu'à 28 : les chromosomes de l'éléphant
Parmi les organismes extinctes figurent également les Mammouths lanigers, dont les chromosomes le groupe de recherche étudie maintenant. "Nous avons découvert qu'ils avaient 28 paires de chromosomes, ce qui est très logique car les éléphants modernes en ont également la même, et ils sont les parents les plus proches des Mammouths lanigers", déclare co-auteur Juan Antonio Rodríguez. "C'était très excitant de pouvoir compter les chromosomes d'un animal extinct pour la première fois."
L'analyse des chromosomes fossiles a également révélé de nombreuses caractéristiques structurelles des chromosomes modernes, y compris des petites boucles de chromatine appelées boucles chromatin, qui sont importantes pour l'organisation et la fonction du matériel génétique dans les cellules. "La survie de ces boucles dans ces anciens chromosomes est probablement la plus impressionnante chose", commentaire co-auteur Marc Martí-Renom. "Des boucles de DNA de seulement 50 nanomètres de taille sont importantes parce qu'elles rapprochent des séquences activantes de leurs cibles. Ces fossiles nous montrent not only which genes were active but also why."
Conservés comme des Tortilla-Chips et du Jerky
Selon le groupe de recherche, les chromosomes fossiles ont survécu pendant des milliers d'années grâce au fait qu'ils étaient dans un état "verre-like". De telles conditions sont également utilisées pour rendre des aliments prêts à la consommation, à travers un mélange de refroidissement et de séchage. Les résultats sont des aliments tels que des Tortilla-Chips et du Jerky, qui sont plus brisés que la nourriture originelle, mais durent beaucoup plus longtemps. Le groupe de recherche explique plutôt vaguement que les chromosomes étaient essentiellement encapsulés dans du Jerky à la viande de Mammouth gelée.
Pour tester leur hypothèse sur l'étonnante survie des chromosomes, le groupe a effectué des expériences innovantes avec des saucisses gelées, comme le décrit co-auteur Cynthia Pérez Estrada. "Nous avons tiré dessus à la mitraillette. Nous avons conduit dessus avec une voiture. Un ancien lanceur des Astros du Houston a jeté une balle rapide dessus", Pérez Estrada énumère. Chaque fois, la saucisse gelée s'est brisée en petits morceaux de verre. "Mais à l'échelle nanométrique, les chromosomes étaient intacts et inchangés", explique le scientifique. "C'est pourquoi ces fossiles ont survécu, étant donné qu'ils sont restés autour pendant 52 000 ans et attendaient d'être découverts par nous."
Cette découverte spectaculaire de chromosomes fossiles dans la peau du Mammouth laniger a des implications significatives pour notre compréhension de notre héritage ancien. Pour la première fois, les scientifiques ont rencontré une structure chromosomique bien conservée avec plus d'un million de lettres génétiques, ce qui témoigne des effets de conservation du pergélisol sibérien. Les chromosomes fossiles du Mammouth ancien peuvent potentiellement débloquer de nouvelles insights dans l'histoire évolutive d'espèces extinctes, y compris les Mammouths lanigers, en permettant aux chercheurs de comparer leurs séquences génétiques avec celles des espèces modernes.
