Donmuş toprakta 52.000 yıl: Fosil kromozomları mamutun neden fil olmadığını ortaya koyuyor

KaramelaYedi

New member
WELT podcast'lerimizi buradan dinleyebilirsiniz

Gömülü içeriğin görüntülenmesi için, kişisel verilerin iletilmesine ve işlenmesine ilişkin geri alınabilir onayınız gereklidir; çünkü gömülü içeriğin sağlayıcıları, üçüncü taraf sağlayıcılar olarak bu izni gerektirir. [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u.a. auf Basis von Cookie-IDs) gebildet und angereichert werden, auch außerhalb des EWR]. Anahtarı “açık” konuma getirerek bunu kabul etmiş olursunuz (herhangi bir zamanda iptal edilebilir). Bu aynı zamanda GDPR Madde 49 (1) (a) uyarınca belirli kişisel verilerin ABD dahil üçüncü ülkelere aktarılmasına ilişkin onayınızı da içerir. Bu konuda daha fazla bilgi bulabilirsiniz. Sayfanın altındaki anahtarı ve gizliliği kullanarak onayınızı istediğiniz zaman iptal edebilirsiniz.



vSibirya'nın sürekli donmuş topraklarında hayatta kalanlar mamut ineklerinin pek bir kısmı değildi. Uluslararası bir keşif ekibi, antik yaratığın ölümünden yaklaşık 52.000 yıl sonra, Eylül 2018'de kalıntılara rastladığında ne ceset ne de kafatası bulundu. Kafadan sadece birkaç parça deri. Muhtemelen hayvanın avcılar tarafından öldürülmesi ve ardından hızla parçalanması nedeniyle.

Öyle soğuk bir havada olmuş olmalı ki, soyulan deri adeta şoktan donmuştu. Görünüşe göre dokuyu donda uzun süre saklamak için mükemmel şekilde hazırlayan bir süreç. Bulguyu ilk inceleyenler Valerii Plotnikov ve Dan Fisher oldular ve hızla örnekler aldılar. şimdi gerçek bir tarih öncesi hazine sandığı olduğu kanıtlanıyor: bilim adamları içlerinde biyolojik zaman kapsülü görevi gören “fosil kromozomlar” keşfettiler.

Genom cam benzeri bir durumda korunduğu için artık tüylü hortumlular hakkında ayrıntılı bilgi elde edebiliyorlar. Ancak bu, çok disiplinli bir ekibin şu anda uzman dergisi “Cell”de rapor ettiği hikayenin yalnızca bir kısmı.


ayrıca oku







Sığır etinin çekiçle istismar edilmesi, ona ateş edilmesi, mikrodalgaya konması ve hatta eski bir beyzbol oyuncusundan onunla eğlenmesinin istenmesi de bu hikayenin bir başka dikkat çekici bölümüdür. “Numunelerin bir kasırgaya maruz kalabileceği fikrinin aklıma ancak bu sabah gelmesi ne kadar yazık. Houston'daki Baylor Tıp Fakültesi'nden matematikçi, biyofizikçi ve moleküler genetik profesörü Erez Lieberman Aiden, “Böyle bir fırsata bir daha ne zaman sahip olacağımızı kim bilebilir?” diye yakınıyor.


ayrıca oku








Kendisi bunu söylediğinde “Beryl” kasırgası Teksas'ın üzerinden yeni geçmişti, enstitüsü hâlâ kapalıydı ve araştırmalara ara vermek zorunda kalmıştı: Zoom üzerinden sohbet etme zamanı. Aiden gülüyor ama önerisi tamamen ciddi. Kendisi ve sohbete katılan iki meslektaşları, mamut derisinin genetik yapısının neden cam benzeri zaman kapsüllerine dönüşebildiğine dair bir açıklama buldular. Ve şimdi dayanıklılıklarını akla gelebilecek her şekilde, dondurularak kurutulmuş “sığır eti” üzerinde test ediyorlar. Peki neden doğal afet olmasın?

Moleküler biyoloji yöntemleri, binlerce yıl sonra bile kemiklerden ve dişlerden genetik materyalin çıkarılmasını uzun süredir mümkün kılmaktadır. Çoğu zaman yalnızca küçük parçalar vardır, ancak bunlar bile hayvan türlerinin evrim boyunca nasıl değiştiğine dair bilgi sağlayabilir. Örneğin fil familyasından yünlü mamut Mammuthus primigenius, yaklaşık 4000 yıl önce nesli tükenmiş bir tür.

Az çok iyi korunmuş örnekler Sibirya'da ve başka yerlerde ortaya çıkmaya devam ediyor. Bazen tam bir hayvan, bazen sadece tek tek kemikler veya vücut parçaları. Aile ağaçları artık 700.000 yılı kapsayan ve fillerin aksine mamutların gelişimini belgeleyen örneklere dayanarak oluşturuluyor.

Mamut derisinin keşfi

Eylül 2018'de uluslararası bir keşif ekibi, Belaya Gora kasabası yakınlarındaki Yakutya'da bir mamut kafasına ait deriye rastladı. Daha sonra yapılan çalışmaların gösterdiği gibi bir dişi ve doku, permafrostta 52.000 yıldan fazla bir süre boyunca iyi bir şekilde korunmuştu.



Neredeyse 52.000 yaşında olan 2018 bulgusunu diğerlerinden ayıran şey yaşı değil. Genetik materyale bakıldığında işler gerçekten ilginçleşiyor: O zamanlar bir mağarada dondurulan veya dondurucudan çıkarılan şey yalnızca daha uzun gen parçacıkları sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda üç boyutlu yapılar da sağlıyor. Bu, bir mamutun hücre çekirdeğindeki mimarinin artık ilk kez yeniden oluşturulabileceği ve ciltte hangi genlerin aktif olduğunun anlaşılabileceği anlamına geliyor.

“Hücre” çalışmasına katılan 50'den fazla bilim insanı için mamuttan elde edilen “kromozom fosili”nin keşfi sadece bir başlangıç. Bazı insanlar “kromocam”dan bahsetmeyi tercih ediyor: genetik materyal gerçekte fosilleşmemiş ya da mineralleşmemiş, cam benzeri ve dolayısıyla sağlam bir duruma dönüşmüştür. Yaşam boyunca aktif olan kromozom düğümü, DNA çürüyüp kısmen kaybolsa bile bin yıl boyunca, küçük ilmekler halinde bile şeklini korudu. Camdan çekilmiş bir anlık görüntü.

Bu çalışmanın baş yazarlarından biri olan Olga Dudchenko, “Bu tür bir koruma için çok hızlı kuruma çok önemlidir” diyor. Houston'da araştırma yapan genom mimarisi uzmanı, bir zamanlar doğal olan süreci dondurarak kurutmayla karşılaştırıyor. Gıda teknolojistleri ayrıca taze sığır etinin eksi 13 derecede “vitrifiye” edildiğini de biliyor; Aynı zamanda etin suyu da çıkarılırsa bu durum daha ılıman sıcaklıklarda meydana gelebilir. Dudchenko, “Ve susuz kalmış dokuda, hücre çekirdeğindeki mimari çok uzun süre hayatta kalabilir” diye açıklıyor.


ayrıca oku


kombo Beethoven'ın tüm genomunun sıralandığı Stumpff Kilidi, eski sahibi Patrick Stirling'e ait yazıt. Resim kredisi: Kevin Brown.  Beethoven






Dudchenko ve Baylor Tıp Fakültesi'ndeki meslektaşları, genomların 3 boyutlu yapılarını haritalamak için kullanılabilecek özel analiz yöntemleri geliştirdiler. Hücre çekirdeğindeki düğümü kaydetmek ve hangi DNA döngülerinin çok yakın olduğunu ve hangi bölümlerin etkileşime girdiğini belirlemek için Hi-C yöntemini kullanıyorlar. İstatistiksel olasılıklara dayanan ve başlangıçta taze numuneler için tasarlanan uygulamalı biyofiziktir.

Houston, insan genomu ve onun 3 boyutlu yapıları hakkında mükemmel bir bilgiye sahip. Ancak paleogenetiğin Neandertallerin mirasını ele aldığı “antik DNA” alanı, genom bilimciler için yeni bir alan. Ancak büyük bir sabırla ve “bir dizi başarısız deneyle” laboratuvar protokolleri artık eski örneklerden bilgi çıkarabilecek şekilde optimize edildi.

Her şey akşam yemeğinden kalan kemiklerle ve ezilen hayvanlarla “yolda öldürülenlerle” başladı. Pek çok başarısız girişime rağmen Boston, Barselona, Kopenhag, Stockholm ve Novosibirsk'teki bilim adamlarıyla işbirliği yapan ekip pes etmedi. Cynthia Pérez Estrada, “Arılar, sürüngenler, bitki tohumları ve çeşitli kutup ayısı kafatasları da dahil olmak üzere her türlü müze nesnesi örneğini test ettik” diye anımsıyor. Sonunda bir parça mamut derisi üzerinde çalışmadan önce uygun bir örnek bulmak beş yıl sürdü. Mevcut yayına ilişkin karmaşık analizlerin sonuçlarının elde edilebilmesi için dört yıl daha geçti.

Soğuktan korunmak için aktif


Mümkün olan en doğru genom haritasını elde etmek için ekip, Hi-C analizinden elde edilen verileri DNA dizilemesinden elde edilen verilerle birleştirdi. Bu şekilde, günümüz fillerinin genomları şablon olarak kullanılarak mamut genomu düzenlenip 3 boyutlu formata getirilebilecek. Erez Lieberman Aiden, “Harika bir teknoloji” diyor, “bize tarihe bir pencere açıyor.” Her ne kadar amacı “fosil kromozomlarından” elde edilebilecek bilgilerle türü yeniden diriltmek olmasa da, bu tür projeler fayda sağlayabilir. .


Mamut Düzeneği - Kromozom uzunluğu Tüylü mamutun köşegen boyunca 28 kareyi gösteren 3 boyutlu haritası; bu, mamutların 28 kromozoma sahip olduğunun açık bir işaretidir.  Hücre çalışması, 52.000 yıllık yünlü bir mamutun genomunu bir araya getiriyor.  (İmaj kredisi: Marcela Sandoval-Velasco, Olga Dudchenko, Juan Rodríguez, Cynthia Pérez Estrada, Marc Marti-Renom, Tom Gilber ve Erez Aiden.)




Bu tür gösterimlerden araştırmacılar bir mamutun 28 kromozoma sahip olduğunu görebilirler

Kaynak: DOI 10.1016/j.cell.2024.06.002


Örneğin günümüz filleri gibi mamutların genetik bilgisinin 28 kromozoma dağılmış olması, gelecekteki klonlama girişimlerini kolaylaştıracaktır. Kromozom düğümündeki konum aynı zamanda belirli genlerin ne kadar aktif olduğunu da gösterir. Bilim insanları, türlere göre değişen desenleri karşılaştırarak artık sözde kalın derili hayvanların daha fazla sırrını ortaya çıkarabiliyor.

Bu, 820 geni ortaya çıkardı; bunların 425'i bir zamanlar mamut derisinde aktifti, ancak Asya filinin deri hücrelerinde aktif değildi; 395 vakada ise tam tersi oldu. Bu farklılıklar, yünlü mamutların Buzul Çağı'na nasıl meydan okuduğu hakkında bilgi sağlayabilir: hangi genler, yoğun tüylü kürklerin filizlenmesini sağlayarak veya yara iyileşmesini hızlandırarak soğuğa karşı korumaya hizmet etti.

Kuzey Kutbu'ndaki yerli bir nüfus grubu için de önemli bir rol oynadığı görünen bir gen de dahil olmak üzere, bundan sorumlu adaylardan birkaçı zaten tanımlandı. Ancak ekip çok daha fazlasını keşfetti. Bilim insanları, genom mimarisinin 52.000 yıl kadar hayatta kalmasının nasıl mümkün olabileceği sorusunu araştırdı. İşte başlangıçta bahsettiğimiz sığır eti deneyleri de burada devreye giriyor: Bir yıl boyunca oda sıcaklığında saklanan numunelerin susuz halde son derece sağlam olduğu ortaya çıktı.


Burada üçüncü taraflardan içerik bulacaksınız

Gömülü içeriğin görüntülenmesi için, kişisel verilerin iletilmesine ve işlenmesine ilişkin geri alınabilir onayınız gereklidir; çünkü gömülü içeriğin sağlayıcıları, üçüncü taraf sağlayıcılar olarak bu izni gerektirir. [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u.a. auf Basis von Cookie-IDs) gebildet und angereichert werden, auch außerhalb des EWR]. Anahtarı “açık” konuma getirerek bunu kabul etmiş olursunuz (herhangi bir zamanda iptal edilebilir). Bu aynı zamanda GDPR Madde 49 (1) (a) uyarınca belirli kişisel verilerin ABD dahil üçüncü ülkelere aktarılmasına ilişkin onayınızı da içerir. Bu konuda daha fazla bilgi bulabilirsiniz. Sayfanın altındaki anahtarı ve gizliliği kullanarak onayınızı istediğiniz zaman iptal edebilirsiniz.



Araştırmacılar, dondurularak kurutulmuş parçalara asit ve ısıyla saldırdılar ve mekanik hasara maruz bıraktılar: “Onları vurduk ve üzerlerine bir araba sürdük. 'Kromocam' bir kez oluştuğunda onu yok etmek zordur,” diye anlatıyor Olga Dudchenko. Ve meslektaşı Erez Aiden'a, bir sonraki kasırga tehdit ettiği anda laboratuvardan eve örnek götüreceğine söz veriyor: “Sanırım bu yaz fırtına testini daha sık yapma fırsatımız olacak.”

Ekip, 39.000 yıllık ikinci bir mamuttan alınan örneği kullanarak analiz yönteminin temel olarak antik genetik materyalle çalıştığını doğruladı. Bilim insanları, belirli koşullar altında “kromocam”ın milyonlarca yıl bile dayanabileceğini varsayıyor. Antik Mısır'dan alınan örneklerde bile keşfedilecek çok daha fazla biyolojik zaman kapsülü olduğuna inanıyorlar: “Artık ne arayacağımızı biliyoruz.”