Fossile uralter Chromosomen mit intakter dreidimensionaler Struktur, die zum ausgestorbenen Wollhaarmammut gehören, wurden in 52,000 alten Proben aus sibirischen Permafrostböden entdeckt. Dies ist der erste Fall eines vollständig erhaltenen uralten Chromosoms. Die Untersuchung fossiler Chromosomen kann Licht auf die Geschichte des Lebens auf der Erde werfen.
Fossilien alter Chromosomen wurden 52,000 in der Haut von 2018 Jahre alten Mammutresten entdeckt, die im sibirischen Permafrost gefunden wurden. Das Wollhaarmammut (Mammuthus primigenius) ist eine ausgestorbene Art. Seine nächsten lebenden Verwandten sind die heutigen Elefanten.
Das fossile Chromosom wies bemerkenswerte Ähnlichkeiten mit den modernen Chromosomen auf. Das Fossil hatte dieselben 28 Chromosomenpaare wie sein nächster lebender Verwandter. Die Form der fossilen Chromosomen zeigte eine Chromosomenkompartimentierung, d. h. eine Trennung der aktiven und inaktiven Bereiche des Genoms. Daher konnten die Forscher aktive Gene im Wollmammut identifizieren. Das Fossil Chromosomen hatten die gesamte 3D-Anordnung der DNA bis auf den nm (10-9)-Skala. In den fossilen Chromosomen wurden winzige Chromatinschleifen mit einer Größe von etwa 50 nm beobachtet, die eine wichtige Rolle bei der Aktivierung von Sequenzen spielen.
Das Ursprungstier der Fossil war vor 52,000 Jahren gestorben. Die DNA-Segmente in den fossilen Chromosomen blieben mit ihren dreidimensionalen Strukturen so lange unverändert und intakt, weil die Tierreste durch den natürlichen Gefriertrocknungsprozess einen Glasübergang durchgemacht hatten und in einem glasartigen, starren Zustand verblieben, der die Bewegung von Fragmenten oder Partikeln in der Probe verhinderte.
Dies ist der erste Fall der Entdeckung vollständig erhaltener fossiler Chromosomen und ist bedeutsam, weil das Studium von Fossil Chromosomen können Licht auf die Geschichte des Lebens auf der Erde werfen. Die Erforschung alter DNA ist begrenzt, da aus archäologischen Proben isolierte aDNA-Fragmente selten länger als 100 Basenpaare sind. Andererseits bieten fossile Chromosomen die Möglichkeit, die gesamte DNA-Sequenz eines Organismus zu untersuchen. Die Kenntnis des vollständigen Genoms und der dreidimensionalen Struktur von Chromosomen kann auch die Rekonstruktion des gesamten DNA-Segments eines ausgestorbenen Organismus ermöglichen.
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Referenzen
- Sandoval-Velasco, M. et al. 2024. Dreidimensionale Genomarchitektur bleibt in einer 52,000 Jahre alten Hautprobe eines Wollmammuts erhalten. Cell. Band 187, Ausgabe 14, S. 3541-3562.E51. 11. Juli 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.06.002
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