Ученые из Стокгольмского университета, Арктического университета Норвегии, Лундского университета и Каролинского института извлекли, секвенировали и проанализировали РНК из мышечной и кожной ткани вымершего тасманийского сумчатого волка, известного также под названием тилацин (Thylacinus cynocephalus), сохранившегося в музейной коллекции. Исследуемым образцам было не менее 130 лет.
Тасманийский сумчатый волк был одним из немногих сумчатых, у которых есть сумки у обоих полов. В Австралии сумчатые волки исчезли около 2000 лет назад, а в Новой Гвинее — и того раньше. Дольше всего они сохранялись на острове Тасмания, где последний сумчатый волк умер в зоопарке Хобарта в 1936 году. Подробнее об истории этого вида можно прочитать в отдельном очерке. Размером и формой сумчатый волк напоминал собаку средней или крупной величины, но на нижней части спины и брюшной сумке у него были тигриные полосы. Сумчатые волки эволюционно далеки от обычных волков и собак: их эволюционные линии разошлись 160 миллионов лет назад, их внешнее сходство служит свидетельством независимой адаптации к образу жизни хищника.
В 2017 году Эндрю Пэск (Andrew Pask) из Университета Мельбурна и его коллеги получили ДНК из одномесячного детеныша сумчатого волка, который был найден в сумке убитой матери и хранился в заспиртованном виде с 1909 года. Ранее в том же году учеными Университета Аделаиды уже была секвенирована митохондриальная ДНК этого вида.
Эндрю Пэск считает возможным воскресить этот вид при помощи современных генетических технологий. Естественная среда обитания сумчатых волков на Тасмании всё еще в основном сохраняется, и их реинтродукция может помочь восстановить экосистемное равновесие, утраченное после исчезновения вида. Однако воссоздание функционального живого тилацина требует не только всесторонних знаний о его геноме (ДНК), но также о динамике тканеспецифичной экспрессии генов и о том, как работает регуляция генов, что достижимо только путем изучения его транскриптома (РНК).
«Возрождение тилацина или шерстистого мамонта — нетривиальная задача и потребует глубоких знаний как регуляции генома, так и транскриптома, что только сейчас становится возможным», — говорит ведущий автор нынешнего исследования Эмилио Мармол (Emilio Mármol) из Стокгольмского университета. Авторы работы извлекли и секвенировали транскриптом из мышечной и кожной ткани 130-летнего высушенного образца тилацина из Шведского музея естественной истории. Это позволило определить тканеспецифичные признаки экспрессии генов, которые напоминают таковые у современных сумчатых и плацентарных млекопитающих.
Восстановленные транскриптомы были настолько хорошего качества, что можно было идентифицировать РНК, кодирующие белки, специфичные для мышц и кожи, и это привело к аннотированию недостающих генов рибосомальной РНК и микроРНК, причем последние соответствовали рекомендациям базы данных проекта MirGeneDB. «Впервые мы увидели существование специфичных для вымершего более ста лет назад тилацина регуляторных генов, таких как микроРНК», — говорит Марк Фридлендер (Marc R. Friedländer) из Стокгольмского университета.
Исследование открывает новые захватывающие возможности для изучения огромных коллекций образцов и тканей, хранящихся в музеях по всему миру, где молекулы РНК, возможно, ждут своего открытия и секвенирования. «В будущем мы, возможно, сможем восстанавливать РНК не только вымерших животных, но и геномы РНК-вирусов, таких как SARS-CoV2 и их эволюционные предшественники, из кожи летучих мышей и других организмов-хозяев, хранящихся в музейных коллекциях», — говорит профессор Лове Дален (Love Dalén) из Стокгольмского университета.
Исследование было опубликовано в журнале Genome Research.
