Un equipo internacional consiguió mapear el genoma y las estructuras cromosómicas tridimensionales de un mamut lanudo de 52.000 años de antigüedad. Este logro, sin precedentes, se presentó en la revista Cell.
Los cromosomas fosilizados, aproximadamente un millón de veces más largos que la mayoría de los fragmentos de ADN antiguos, ofrecen una visión detallada de cómo se organizaba el genoma del mamut en sus células vivas y qué genes estaban activos en el tejido de la piel del que se extrajo el ADN. La conservación excepcional del ADN se debió a un proceso de liofilización natural poco después de la muerte del mamut, lo que permitió que el ADN se mantuviera en un estado similar al vidrio.
Erez Lieberman Aiden, director del Centro de Arquitectura Genómica del Baylor College of Medicine, declaró: “Se trata de un nuevo tipo de fósil, y su escala eclipsa a la de los fragmentos de ADN antiguos individuales: una secuencia un millón de veces mayor”. Añadió que es la primera vez que se determina un cariotipo de cualquier tipo para una muestra antigua.
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Olga Dudchenko, también del Centro de Arquitectura Genómica del Baylor College of Medicine, explicó que después de analizar docenas de muestras durante cinco años, encontraron un mamut lanudo excepcionalmente bien conservado, excavado en el noreste de Siberia en 2018. “Creemos que se liofilizó espontáneamente poco después de su muerte”, afirmó Dudchenko. La estructura nuclear en una muestra deshidratada puede sobrevivir durante un período increíblemente largo.
Los investigadores utilizaron un método llamado Hi-C para detectar qué secciones de ADN probablemente estaban en proximidad espacial e interactuaban entre sí en su estado natural en el núcleo. Marc A. Marti-Renom, profesor de investigación ICREA y genómico estructural en el Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG) y el Centro de Regulación Genómica (CRG) en Barcelona, comparó el método con resolver un rompecabezas de tres mil millones de piezas sin tener la imagen final del rompecabezas.
Combinando la información física del análisis Hi-C con la secuenciación de ADN, los investigadores crearon un mapa ordenado del genoma del mamut, utilizando los genomas de elefantes actuales como plantilla. Descubrieron que los mamuts lanudos tenían 28 cromosomas, igual que los elefantes asiáticos y africanos actuales. Los cromosomas fosilizados conservaron una gran cantidad de integridad física y detalles, incluidos los bucles a escala nanométrica que ponen en contacto los factores de transcripción con los genes que controlan.
El análisis de la compartimentación de los genes dentro del núcleo permitió a los investigadores identificar genes activos e inactivos en las células de la piel del mamut, lo que proporciona indicios sobre su epigenética y transcriptómica. Los patrones de activación genética en las células de la piel del mamut eran distintos a los de su pariente más cercano, el elefante asiático, incluidos los genes relacionados con su pelaje y tolerancia al frío.
Los investigadores son optimistas de que este método podría usarse para estudiar otros especímenes de ADN antiguos, desde mamuts hasta momias egipcias, y especímenes de museos conservados más recientemente. Los próximos pasos incluyen examinar los patrones epigenéticos de otros tejidos de mamut, lo que podría tener implicaciones para los esfuerzos actuales dirigidos a la desextinción del mamut lanudo, según M. Thomas Gilbert, paleogenómico de la Universidad de Copenhague y la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología.
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