Una nuova ricerca ha identificato la struttura tridimensionale dei cromosomi nei mammut lanosi fossilizzati di circa 52.000 anni fa. Questa scoperta permette di comprendere meglio il materiale genetico dell’animale e le differenze che presenta rispetto ad altri tipi di organismi.
Lo studio del DNA nei materiali fossili è così comune nella scienza moderna che ha persino un nome: paleogenetica.
“La scoperta della struttura tridimensionale dei cromosomi antichi migliora notevolmente la nostra comprensione della composizione genetica delle specie”, spiega Marcela Sandoval Velasco, del Centro di ologenomica evolutiva dell’Università di Copenaghen, una delle autrici dell’articolo.
Ma un problema con questo tipo di ricerca è la difficoltà di accedere a strutture più complete del DNA, poiché piccole parti del codice genetico vengono solitamente conservate per un lungo periodo di tempo.
Articolo, Pubblicato giovedì scorso (11) sulla rivista CellSuggerire una tecnica che potrebbe aiutare a superare questo collo di bottiglia nelle indagini in questo campo di studi. L’obiettivo era applicare la tecnologia Hi-C, utile per analizzare la struttura di diversi campioni di DNA. Ma il problema è che questo metodo inizialmente non funzionava con materiali molto vecchi.
Quindi, i ricercatori hanno impiegato anni, facendo vari tentativi, prima di trovare una forma diversa di tecnologia che funzionasse su esemplari fossilizzati: questa versione è stata chiamata PaleoHi-C. Questa tecnologia è stata applicata a un campione di pelle di mammut che è stata congelata naturalmente circa 52.000 anni fa in Siberia e scongelata nel 2018.
Il primo scopo dell’articolo era dimostrare se fosse possibile ricostruire la struttura cromosomica di un animale anche dopo un lungo periodo di tempo – e in effetti si trattava di un risultato senza precedenti, riferisce Sandoval Velasco. Il risultato di questo studio indica il successo della tecnologia PaleoHi-C, ma mostra anche che è possibile che una struttura fragile come un cromosoma rimanga intatta anche dopo migliaia di anni.
In questo caso, gli scienziati si affidano all’ipotesi della transizione vetrosa per spiegare come ciò avvenga. Nell’articolo, gli autori spiegano che questo fenomeno implica “un processo fisico attraverso il quale fattori come il raffreddamento e la disidratazione possono effettivamente fermare la diffusione delle molecole in un materiale”. Questo processo produce un ambiente simile allo stato congelato nel vetro, che impedisce alle molecole di muoversi.
Nel caso di questo campione, il fatto che i mammut siano stati congelati in Siberia, una regione con inverni rigidi, potrebbe essere stato il fattore decisivo nel provocare la vetrificazione, preservando così il materiale genetico dell’animale analizzato.
Ma fenomeni simili possono verificarsi anche in altre tipologie di ambienti non necessariamente freddi. Secondo Sandoval-Velasco l’aria calda può provocare anche la disidratazione interna dei materiali organici, provocandone la vetrificazione.
Scoperte sui mammut
La ricostruzione della struttura dei cromosomi dei mammut ha portato anche nuove informazioni su questa specie ormai estinta. Per raggiungere questo obiettivo, lo studio ha incluso confronti tra i dati identificati dai mammut e le informazioni esistenti sugli elefanti e altri mammiferi.
Ad esempio, una di queste associazioni era con l’elefante asiatico, una specie ancora vivente strettamente imparentata con il mammut. Sono state notate somiglianze e differenze tra i due animali. Ad esempio, entrambe le specie hanno lo stesso numero di coppie di cromosomi: 28, mentre nella specie umana sono 23.
In termini di differenze, è stato notato che il mammut ha altri modelli di attivazione genetica rispetto all’elefante asiatico. Ciò rappresenta, ad esempio, un cambiamento nello sviluppo della pelliccia tra i due animali, che potrebbe essere un’indicazione degli adattamenti riscontrati nei mammut dati Ambiente molto freddo in cui viveva. Inoltre, il campione del mammut conteneva 800 geni che non sono stati trovati nell’elefante asiatico.
Sia le scoperte sull’animale che il semplice fatto che sia stato possibile ricostruire la struttura cromosomica di questo esemplare dimostrano il successo di PaleoHi-C, la tecnologia sviluppata per lo studio. Sandoval Velasco spera che questo metodo venga migliorato, ma per ora sottolinea l’importanza di utilizzarlo sempre di più in altri studi.
“Speriamo che utilizzando queste nuove metodologie vengano trovati e studiati più esemplari provenienti da diversi contesti in tutto il mondo”, afferma il ricercatore.
