近日,生物學(xué)家從博物館收藏的室溫保存的塔斯馬尼亞虎(袋狼)標(biāo)本中分離出了一個(gè)多世紀(jì)前的RNA分子并對(duì)其進(jìn)行了測(cè)序,這首次重建了一個(gè)已滅絕物種的皮膚和骨骼肌轉(zhuǎn)錄組。研究人員指出,他們的發(fā)現(xiàn)對(duì)國(guó)際上復(fù)活已滅絕物種(包括塔斯馬尼亞虎和長(zhǎng)毛猛犸象)的努力以及研究導(dǎo)致大流行病的RNA病毒具有重要意義。
塔斯馬尼亞虎又稱袋狼,是一種歷史上的頂級(jí)食肉有袋類動(dòng)物,曾經(jīng)分布于澳大利亞大陸和塔斯馬尼亞島。這種物種在歐洲殖民統(tǒng)治后最終滅絕,當(dāng)時(shí)它被宣布為農(nóng)業(yè)害獸,到1888年,每捕殺一只成年動(dòng)物就會(huì)得到1英鎊的賞金。已知最后一只活著的塔斯馬尼亞虎于1936年死于塔斯馬尼亞霍巴特的博馬里斯動(dòng)物園。
最近拯救滅絕物種的努力主要集中在塔斯馬尼亞虎身上,因?yàn)樗谒柜R尼亞的自然棲息地大部分仍然保存完好,重新引進(jìn)它有助于恢復(fù)它最終消失后失去的生態(tài)系統(tǒng)平衡。然而,要重建一只功能正常的活體塔斯馬尼亞虎,不僅需要全面了解其基因組(DNA),還需要了解特定組織的基因表達(dá)動(dòng)態(tài)和基因調(diào)控方式,而這些只有通過(guò)研究其轉(zhuǎn)錄組(RNA)才能實(shí)現(xiàn)。
科學(xué)生命實(shí)驗(yàn)室的研究人員與瑞典自然歷史博物館和斯德哥爾摩大學(xué)合資成立的古遺傳學(xué)中心合作,最近在《基因組研究》雜志上發(fā)表了一項(xiàng)研究,該研究的第一作者埃米利奧·馬爾莫爾表示,復(fù)活塔斯馬尼亞虎或長(zhǎng)毛猛犸象不是一件小事,需要深入了解這些著名物種的基因組和轉(zhuǎn)錄組調(diào)控,而這一切現(xiàn)在才剛剛開(kāi)始揭示。
這項(xiàng)研究背后的研究人員首次對(duì)斯德哥爾摩瑞典自然歷史博物館室溫保存的130年前干燥的塔斯馬尼亞虎標(biāo)本的皮膚和骨骼肌組織的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行了測(cè)序。結(jié)果發(fā)現(xiàn)了組織特異性基因表達(dá)特征,與現(xiàn)存有袋動(dòng)物和胎盤哺乳動(dòng)物的基因表達(dá)特征相似。
恢復(fù)的轉(zhuǎn)錄組質(zhì)量很高,可以識(shí)別肌肉和皮膚特異性蛋白質(zhì)編碼RNA,并根據(jù)MirGeneDB的建議對(duì)缺失的核糖體RNA和microRNA基因進(jìn)行注釋。
斯德哥爾摩大學(xué)溫納-格倫研究所分子生物科學(xué)系副教授馬克·弗里德蘭德和科學(xué)生命實(shí)驗(yàn)室說(shuō):“這是我們第一次窺見(jiàn)一個(gè)多世紀(jì)前就已經(jīng)滅絕的、專門針對(duì)泰加動(dòng)物的調(diào)控基因的存在?!?/p>
這項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的研究為探索全球各地博物館收藏的大量標(biāo)本和組織提供了新的機(jī)遇和意義,這些標(biāo)本和組織中的RNA分子可能正等待著我們?nèi)グl(fā)掘和測(cè)序。
斯德哥爾摩大學(xué)和古遺傳學(xué)中心的進(jìn)化基因組學(xué)教授洛夫·達(dá)倫說(shuō):“將來(lái),我們可能不僅能從已滅絕的動(dòng)物身上恢復(fù)RNA,還能從博物館收藏的蝙蝠皮和其他宿主生物身上恢復(fù)RNA病毒基因組,如SARS-CoV2及其進(jìn)化前體?!?/p>
這項(xiàng)研究的作者表示,他們對(duì)未來(lái)整合基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)的整體研究發(fā)展感到興奮,希望能在DNA之外開(kāi)創(chuàng)古遺傳學(xué)的新紀(jì)元。