Forntida DNA Avslöjar Hästens Historia

2024 Författare: Daisy Haig | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 03:14

PARIS - Forskare förra onsdagen sa att de hade avslöjat DNA från en häst som levde för cirka 700 000 år sedan, en rekordstark prestation inom det unga området paleo-genomik.

Det forntida fyndet tyder på att alla hästar idag, liksom åsnor och zebror, delade en gemensam förfader som levde för ungefär fyra miljoner år sedan, dubbelt så tidigt som man trodde.

Genombrottet väcker också förhoppningar om att många fossiler som anses värdelösa för DNA-provtagning faktiskt kan vara fyllda med genetisk skatt, sa forskare.

Rapporteringen i tidskriften Nature sa teamet att berättelsen började för 10 år sedan med upptäckten av en bit av fossiliserat hästben i permafrosten på en plats som heter Thistle Creek, i Kanadas Yukon-territorium.

"Det är en bit metapodialben" från benet, säger Ludovic Orlando, en fransk forskare vid Center for Geogenetics vid Danmarks naturhistoriska museum.

"Det är ett fragment som är cirka 15 centimeter långt och åtta centimeter (3,2 tum) brett."

Radiodatering av marken där benet hittades indikerar att det organiska materialet där - sönderdelade löv och så vidare - deponerades för cirka 735 000 år sedan.

Provet hade förvånansvärt bevarats i den djupa kyla - men tiden var tvungen att skada dess celler och därmed begränsa chanserna att reta användbart DNA ur det.

"Det var en unik chans att driva vår teknik till det yttersta", sa Orlando till AFP.

"För att vara uppriktig trodde jag själv inte att det skulle vara möjligt när vi först tacklade idén."

Dessa tidiga tvivel började lyftas i laboratoriet när forskarna lyckades lokalisera rester av kollagen - huvudproteinet som finns i ben, liksom biologiska markörer för blodkärl.

Vad sägs om cellulärt DNA?

Vid den tidpunkten kom besvikelsen. Tekniken som var tillgänglig i början av analysen för tre år sedan saknade långt ifrån att kunna ta dessa små DNA-skrot och förvandla dem till en begriplig kod.

"Vi kunde bara få en bit DNA-sekvens ungefär var 200: e försök," sa Orlando.

Vad som förändrade saker var en generationsförändring i sekvenseringsteknologi.

Genom att utnyttja en innovation inom medicinsk forskning hittade forskarna ett sätt att riva upp DNA-molekyler utan att behöva "förstärka" dem i en sekvenseringsmaskin.

Detta tillvägagångssätt innebar att det värdefulla provet inte slösades bort genom oändliga fel och risken för ytterligare nedbrytning genom hantering och luftexponering minimerades.

Resultatet var en tre till fyrfaldig förbättring av framgångsgraden, som steg till en faktor 10 när temperaturen och extraktionsmetoden justerades ytterligare.

"Vi gick från en av 200 till ungefär en av 20," sa Orlando.

"Det som framkom från detta var små sekvenser, som vi sedan var tvungna att återmontera till en fullständig genetisk kod", sa han.

"Det är som att laga en vas som har brutit i tusen bitar - bara den här har miljarder bitar!"

Resultatet är det äldsta genomet som har sekvenserats helt - från ett djur som levde mellan 560 000 och 780 000 år sedan.

Det tidigare rekordet hölls genom sekvenseringen av en gåtfull människa känd som Denisova hominin, som levde för 70 000 till 80 000 år sedan.

Hästsekvensen jämfördes med genomet hos en häst som bodde i sen pleistocen för 43 000 år sedan, liksom de från fem moderna hästraser, en Przewalskis häst (en vild hästart som avviker från tamhästen), och en åsna.

"Våra analyser tyder på att Equus-släkten som ger upphov till samtida hästar, zebror och åsnor har sitt ursprung fyra till 4,5 miljoner år före nuvarande, två gånger den konventionellt accepterade tiden", säger studien.

Det föreslog också att försök att bevara Przewalskis häst genom att korsa den med tamraser är genetiskt giltiga. Det verkar ha varit lite genetiskt intrång i den vilda varianten.

Utöver denna omedelbara upptäckt är forskarna övertygade om att deras arbete en dag kommer att belysa förhistoriska djur eller till och med våra egna förfäder, genom fossiler vars DNA konventionellt anses vara förnedrat för sekvensering.

"Under mycket kalla förhållanden har ungefär tio procent av små molekyler en god chans att överleva längre än en miljon år", säger Orlando.

"Vi har öppnat en dörr som vi trodde hade varit stängd för alltid. Allt beror på tekniska framsteg, men vi har massor av argument för att tro att framtiden kommer att leda oss till en skatt, inte en återvändsgränd."