Erstes 3D-Bild von Mammut-Chromosomen: 52.000 Jahre alte Haut liefert neue Erkenntnisse

Lesezeit: 2 Minuten
Durch Hans Meier
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3D-Wollmammut-Chromosomen mit gefriergetrocknetem Hautproben.

BerlinEin Team internationaler Wissenschaftler hat einen bedeutenden Durchbruch erzielt, indem es die DNA und die 3D-Chromosomenstrukturen eines 52.000 Jahre alten Wollmammuts entschlüsselt hat. Dies gelang ihnen durch die Analyse einer außergewöhnlich gut erhaltenen Hautprobe. Diese Entdeckung ist von großer Bedeutung.

  • Die DNA des Wollmammuts wurde im gefriergetrockneten Zustand bewahrt.
  • Erste 3D-Rekonstruktion antiker DNA in diesem Umfang.
  • 52.000 Jahre alte Probe untersucht.
  • DNA aus Hautprobe hinter dem Ohr des Mammuts extrahiert.

Das Team nutzte eine Methode namens Hi-C, um herauszufinden, welche Teile der DNA im Zellkern miteinander interagieren. Mit dieser Methode konnten sie durch den Vergleich mit den Genomen heutiger Elefanten eine detaillierte Karte des Mammuts-Genoms erstellen. Hi-C ist besonders, da es mehr als nur die DNA-Sequenz anzeigen kann; es enthüllt auch die 3D-Struktur und Anordnung des Genoms in lebenden Zellen.

Die Studie ergab, dass das Wollhaarmammut 28 Chromosomen hatte, was modernen asiatischen und afrikanischen Elefanten ähnelt. Die fossilen Chromosomen zeigten detaillierte Strukturen, einschließlich winziger Schlaufen, die Transkriptionsfaktoren mit den Genen verbinden, die sie steuern. Dieses Detailniveau hilft uns zu verstehen, wie das Genom des Mammuts organisiert war.

Die Hautzellen des Mammuts zeigten eine andere Genaktivität als die des Asiatischen Elefanten. Dazu gehören Gene, die möglicherweise das Wachstum von wolligem Fell und das Überleben in kalten Klimazonen ermöglichten. Zum ersten Mal haben Forscher nun Mammutgewebe, das zeigt, welche Gene aktiviert oder deaktiviert waren.

Diese Forschung könnte auch das Studium von alter DNA, wie der von ägyptischen Mumien oder Museumsexemplaren, voranbringen. Zwar sind sehr gut erhaltene Proben erforderlich, doch eröffnet diese Methode neue Möglichkeiten, die genetische Zusammensetzung längst vergangener Lebewesen zu erforschen.

Diese Erkenntnisse sind von großer Bedeutung für Projekte, die darauf abzielen, das Wollhaarmammut zurückzubringen. Zu verstehen, welche Gene aktiv waren, liefert Wissenschaftlern wertvolle Informationen darüber, was diese Tiere so besonders machte.

Diese Studie ist von großer Bedeutung. Sie stellt eine neuartige Art der Paläogenomik vor, die nicht nur zerbrochene DNA-Fragmente untersucht, sondern auch die innere Struktur antiker Lebewesen analysiert. Es ist an der Zeit, über einfache DNA-Sequenzen hinauszugehen, um urzeitliche Genome besser zu verstehen. Dies ist erst der Anfang, und ich bin gespannt auf die kommenden Entwicklungen.

Die Studie wird hier veröffentlicht:

http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2024.06.002

und seine offizielle Zitation - einschließlich Autoren und Zeitschrift - lautet

Marcela Sandoval-Velasco, Olga Dudchenko, Juan Antonio Rodríguez, Cynthia Pérez Estrada, Marianne Dehasque, Claudia Fontsere, Sarah S.T. Mak, Ruqayya Khan, Vinícius G. Contessoto, Antonio B. Oliveira Junior, Achyuth Kalluchi, Bernardo J. Zubillaga Herrera, Jiyun Jeong, Renata P. Roy, Ishawnia Christopher, David Weisz, Arina D. Omer, Sanjit S. Batra, Muhammad S. Shamim, Neva C. Durand, Brendan O’Connell, Alfred L. Roca, Maksim V. Plikus, Mariya A. Kusliy, Svetlana A. Romanenko, Natalya A. Lemskaya, Natalya A. Serdyukova, Svetlana A. Modina, Polina L. Perelman, Elena A. Kizilova, Sergei I. Baiborodin, Nikolai B. Rubtsov, Gur Machol, Krisha Rath, Ragini Mahajan, Parwinder Kaur, Andreas Gnirke, Isabel Garcia-Treviño, Rob Coke, Joseph P. Flanagan, Kelcie Pletch, Aurora Ruiz-Herrera, Valerii Plotnikov, Innokentiy S. Pavlov, Naryya I. Pavlova, Albert V. Protopopov, Michele Di Pierro, Alexander S. Graphodatsky, Eric S. Lander, M. Jordan Rowley, Peter G. Wolynes, José N. Onuchic, Love Dalén, Marc A. Marti-Renom, M. Thomas P. Gilbert, Erez Lieberman Aiden. Three-dimensional genome architecture persists in a 52,000-year-old woolly mammoth skin sample. Cell, 2024; 187 (14): 3541 DOI: 10.1016/j.cell.2024.06.002
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