Группа исследователей под руководством шведских палеогенетиков получила и секвенировала РНК из образцов кожи и мягких тканей мамонтов возрастом 40 тысяч лет и более. Среди них мамонтенок Юка, который по данным анализа РНК и ДНК оказался самцом, а не самкой, как считалось до сих пор. В транскриптоме Юки авторы нашли особенности экспрессии генов, указывающие на стресс, который детеныш мог пережить перед гибелью. Некоторые другие транскрипты Юки, возможно, относятся к новым некодирующим РНК, которые не были идентифицированы у слонов.
Credit:
Cell. 2025. DOI: 10.1016/j.cell.2025.10.025 | CC BY 4.0
РНК намного менее стабильна, чем ДНК, и то, что она может сохраняться десятки тысяч лет, кажется невероятным. Тем не менее международному коллективу исследователей удалось получить транскрипционные профили мамонтов позднего плейстоцена, в том числе знаменитого мамонтенка Юки. Это древнейшие известные последовательности РНК на сегодня. Анализ транскриптомов может дополнить картину, известную благодаря анализу древней ДНК. Матричные РНК переносят информацию от генов к белкам, и таким образом, их анализ характеризует экспрессию генов в клетке или ткани, а различные регуляторные РНК отвечают за тонкую настройку генной активности.
Ранее уже производились попытки получения исторической РНК; один из самых известных примеров — геном «испанского гриппа» H1N1. Авторы нового исследования в предыдущих работах получали РНК плейстоценовых псовых и обнаружили сотни неповрежденных микроРНК в образцах старше 14 тысяч лет. Те же условия, которые способствуют сохранению древней ДНК, — холод или предельно низкая влажность, — ингибируют РНКазы, и многие типы молекул РНК в древних образцах присутствуют в количестве сотен тысяч копий на клетку.
Теперь исследовательская группа под руководством Лова Далена и Марка Фридлендера (Стокгольм, Швеция) получила и секвенировала ДНК и РНК шерстистых мамонтов из северо-восточной Сибири возрастом около 40 000 лет. В двух случаях были взяты образцы кожи, в остальных — образцы мягких тканей.
Cell. 2025. DOI: 10.1016/j.cell.2025.10.025 | CC BY 4.0
Полученные последовательности нуклеиновых кислот проанализировали с использованием метагеномных и метотранскриптомных подходов. Самыми надежными источниками древней РНК мамонтов были признаны образцы 1 (детеныш-самка Юка, 39 тысяч лет), 4 (детеныш-самец Оймякон, 44 тысяч лет назад) и 10 (самка, найденная недалеко от поселка Белая Гора в Якутии; этого мамонта в англоязычной литературе называют «Крис Уодл» за обильный шерстный покров, как у длинноволосого британского футболиста; ее возраст 44,9 тысячи лет, а по результатам филогенетического датирования на основе митохондриальной РНК — 52 тысячи лет). Мамонтенок Юка сохранился исключительно хорошо; ядра его клеток, имплантированные в мышиные ооциты, продемонстрировали активность. Самка мамонта из Белой Горы — та самая, для которой в 2024 году удалось реконструировать 3D-структуру хроматина.
Длина фрагментов РНК составляла десятки нуклеотидов, в среднем они были примерно вдвое короче, чем фрагменты древней ДНК. Последовательности РНК картировали на геном мамонта, полученный в работе 2024 года, и геном слона. Поскольку геном мамонта представлял собой реконструкцию, для которого в качестве шаблона использовался геном африканского слона, для дальнейшего картирования использовали геном азиатского слона, хотя авторы и отмечали, что оба генома давали сходные результаты во время тестирования.
Наибольшее количество фрагментов кодирующих и некодирующих транскриптов было найдено в геноме Юки. В образцах присутствовали различные типы РНК, включая малые ядерные, малые ядрышковые и длинные некодирующие РНК.
Авторы статьи описали методы проверки качества и валидации, которые позволят провести адекватно сравнивать данные секвенирования РНК и ДНК, полученных из одних и тех же древних образцов, изучать древние транскриптомы. Они также показали, что паттерны дезаминирования древней РНК аналогичны паттернам дезаминирования одноцепочечной ДНК.
Примечательно, что в транскриптоме Юки обнаружились РНК генов, расположенных в Y-хромосоме, включая ген убиквитинспецифической пептидазы 9 (USP9Y). По морфологии гениталий Юка была определена как самка. Присутствие Y-специфических кодирующих локусов было также подтверждено на уровне ДНК. Данные генетического определения пола других мамонтов совпали с результатами, полученными другими методами. Чтобы исключить вероятность ошибки, авторы проанализировали все ранее опубликованные данные секвенирования ДНК Юки, полученной из разных образцов тканей, и во всех случаях был получен генотип XY. Более того, авторы обнаружили специфичные для мамонта однонуклеотидные варианты (SNV) в последовательностях ДНК Юки, соответствующих гену SRY в Y-хромосоме, отвечающему за развитие организма по мужскому типу. Следовательно, это не может быть, например, ген другого вида, случайно попавший в образец.
Фенотипическое несоответствие Юки генотипическому полу может быть результатом XY дисгенезии гонад, хотя генетических подтверждений этой версии нет, отмечают авторы.
В данных секвенирования РНК Юки присутствовали 342 белок-кодирующих мРНК и 902 некодирующих РНК с покрытием не менее 5%. Ожидаемо экспрессировались гены белков, необходимых для функции мышц, включая гены титина, актина, миозинов. Интересно, что некоторые РНК могли быть участками двух новых кандидатных микроРНК, не обнаруженных у слонов.
Авторы отмечают, что анализ РНК фиксирует «последние импульсы транскрипционной тканеспецифической активности» в клетках умирающего мамонта. В транскриптоме Юки были представлены РНК гена XIRP2, ответственные за реорганизацию актиновых филаментов под действием механической нагрузки, и анкирина 1 (ANKRD1), фактора транскрипции, участвующего в ремоделировании мышц под действием стресса. «Можно сказать, что жизнь Юки непосредственно перед смертью была довольно напряженной, и это в итоге отразилось на молекулярном ландшафте мышц», — говорит Эмилио Мармоль из Копенгагенского университета, первый автор статьи. Действительно, палеонтологи предполагают, что мамонтенка могли убить пещерные львы или напасть на него перед тем, как он упал в мелководное озеро.
В заключительной части авторы ставят следующие вопросы: станет ли анализ РНК постоянной частью исследования древних геномов, или же он будет ограничен исключительными случаями мумифицированных, химически фиксированных или замороженных образцов? Достигнут ли предел детектирования транскриптомов, или они могут быть обнаружены в еще более древних образцах? Какую дополнительную информацию может дать РНК, которую нельзя получить из анализа древней ДНК или белков? Вероятно, необходимы методологические разработки для более совершенного выделения и секвенирования РНК из исторических/древних останков, отмечают они.
Источник
Emilio Mármol-Sánchez, et al. Ancient RNA expression profiles from the extinct woolly mammoth // Cell. Published online November 14, 2025. DOI: 10.1016/j.cell.2025.10.025