قدیمی‌ترین RNA جهان استخراج‌شده از ماموت پشمالوی عصر یخبندان
توالی‌یابی RNA موجودی کهن، پنجره‌ای تازه به حیات منقرض‌شده می‌گشاید.
توسط اشلی بالزر-ویگیل
اعتبار: والری پلاتنیکوف
یک ماموت پشمالوی جوان که امروزه به نام یوکا شناخته می‌شود، به مدت حدود ۴۰٬۰۰۰ سال در یخبندان سیبری منجمد بود تا اینکه در سال ۲۰۱۰ توسط شکارچیان شاخ محلی کشف شد. این شکارچیان به سرعت آن را به دانشمندان تحویل دادند که با دیدن سطوح بی‌نظیر حفظ این موجود، شامل پوست، بافت عضلانی و حتی موهای متمایل به رنگ سرخ، خوشحال شدند. پژوهش‌های بعدی نشان داد که اگرچه تکثیر کامل ممکن نبود، DNA یوکا به‌اندازه‌ای سالم بود که برخی از هسته‌های سلولی حتی می‌توانستند در داخل تخم‌مرغ موش، فعالیت محدودی را آغاز کنند.
اکنون، تیمی موفق به توالی‌یابی RNA یوکا شد — دستاوردی که پیش از این بسیاری از پژوهشگران آن را غیرممکن می‌دانستند. پژوهشگران دانشگاه استکهلم به‌دقت قطعاتی از عضله و سایر بافت‌های یوکا و نه ماموت پشمالوی دیگر را آسیاب کردند، سپس با استفاده از روش‌های شیمیایی ویژه، هر قطعه باقی‌مانده‌ای از RNA را استخراج کردند؛ این مولکول‌ها معمولاً به‌دلیل نازک بودن، تصور می‌شود که نمی‌توانند حتی چند ساعت پس از مرگ موجود باقی بمانند. دانشمندان برای استخراج RNA حتی از نمونه‌های تازه، اقدامات بسیار دقیقی انجام می‌دهند و اکثر تلاش‌های پیشین با نمونه‌های بسیار قدیمی یا شکست خورده‌اند یا دچار آلودگی شده‌اند.
نگاهی متفاوت
تیم از روش‌های پردازش RNA متناسب با مولکول‌های کهن و تکه‌تکه‌شده استفاده کرد. این جلسهٔ علمی به آن‌ها اجازه داد تا اطلاعاتی که پیش از این هرگز قابل دسترسی نبوده‌اند، از جملهٔ ژن‌های فعال در زمان مرگ یوکا، را بررسی کنند. در لحظات نهایی پرافتعال موجود، عضلاتش منقبض می‌شد و سلول‌های آن اضطراب را نشان می‌دادند — که شاید تعجب‌آور نباشد، چرا که تصور می‌شود یوکا به‌دلیل حملهٔ شیر غاری به‌مرگ رسیده باشد.
این سطح جزئیات بی‌نظیر است، و علمیانی نمی‌توانند تنها با تجزیه و تحلیل DNA به آن دست یابند. «با RNA می‌توانید به زیست‌شناسی واقعی سلول یا بافتی که در لحظات آخر زندگی موجود رخ می‌دهد، دسترسی پیدا کنید»، گفت امیلیو مارمول، پژوهشگری که این مطالعه را رهبری کرد. «به زبان ساده، مطالعهٔ تنها DNA می‌تواند اطلاعات فراوانی دربارهٔ کل تاریخچهٔ تکاملی و نسب‌الستاتِ موجود تحت مطالعه بدهد. به‌دست آوردن این لایهٔ نازک و عمدتاً فراموش‌شدهٔ زیست‌شناسی سلولی در بافت‌ها و نمونه‌های قدیمی، برای اولین بار تصویر کاملی از کل مسیر حیات (از DNA تا پروتئین‌ها، با RNA به‌عنوان پیام‌رسان میانی) فراهم می‌کند».
ترکیب تحلیل DNA و RNA باعث شد پژوهشگران کشف کنند که در حالی که یوکا معمولاً به‌عنوان یک نوزاد مونث بر پایهٔ بازرسی آناتومی خارجی توصیف می‌شود، در واقع یک نر است. هر دو این مولکول‌ها شامل توالی‌هایی مشتق‌شده از کروموزوم Y بودند که تنها نرها آن را دارند.
«آیا این به این معنی است که بررسی اولیهٔ آناتومی اشتباه بوده یا شاید یوکا به‌صورت ژنتیکی نر XY باشد، اما به‌دلیل مشکلی در توسعهٔ جنسی‌اش—عضوهای جنسی‌اش شکل زنانه‌ای باقی مانده‌اند، ما نمی‌توانیم به‌طور قطعی بگوییم». گفت مارمول. «ما با داده‌های خود شواهدی مبنی بر اختلال در توسعهٔ اندام‌های جنسی پیدا نکردیم؛ بنابراین پاسخ این سؤال مبهم باقی مانده و نیاز به بررسی‌های بیشتر دارد».
مطالعهٔ یک مولکول شکننده
در حالی که دانشمندان DNA موجودات با قدمت تا دو میلیون سال را مطالعه کرده‌اند، توالی‌یابی RNA به‌مراتب عقب‌تر مانده و موفقیت‌های نادری داشته که پیش از این فقط تا نمونه‌ای ۱۴٬۰۰۰ ساله محدود می‌شد. دلیل اصلی این است که RNA به‌سرعت تجزیه می‌شود. DNA یک مخزن پایدار از اطلاعات است؛ واکنش‌پذیری شیمیایی کمتری دارد و آنزیم‌های فراوانی برای حفظ آن وجود دارند. در مقابل، RNA به طور مداوم تولید و پس از انجام وظیفه‌اش از بین می‌رود و تنها چند ساعت در سلول‌های زنده باقی می‌ماند.
بنابراین، هنگام مرگ سلول، RNA معمولاً به‌سرعت تخریب می‌شود. اما این فرآیند به آب مایع نیاز دارد؛ اگر سلول منجمد باشد، همان‌طور که در بسیاری از بقایای عصر یخبندان مشاهده می‌شود، این تخریب متوقف می‌شود.
اعتبار: لوو دالن
اکنون که دانشمندان نشان داده‌اند بازاوردن RNA این‌چنین قدیمی امکان‌پذیر است، می‌توان از همین تکنیک برای نمونه‌های سایر گونه‌های منقرض‌کرده استفاده کرد. ممکن است بتوانیم تشخیص دهیم که آیا این موجودات در زمان مرگ به ویروس‌های مبتنی بر RNA مانند آنفلوآنزا یا کروناویروس مبتلا بوده‌اند.
«دانستن اینکه RNA حفظ می‌شود، به این معناست که ابزار دیگری برای بازسازی و اعتبارسنجی ژنوم‌های باستانی در اختیار داریم». گفت بث شاپیرو، زیست‌شناس تکاملی که در این مطالعه مشارکت نداشته است. «در آینده، باید بتوانیم از این رویکرد برای بررسی تفاوت‌های بیان ژن‌ها بین گونه‌های منقرض و زنده یا حتی بین افراد یک گونه منقرض استفاده کنیم. من مشتاقم تا سری مقالات بعدی را ببینم که این رویکرد به طور گسترده‌تری به کار گرفته می‌شود».
مارمول می‌گوید امیدوار است تحقیقات بیشتری روی ببرهای تاسمانی و ماموت‌های پشمالو انجام شود، «اما گونه‌های منقرض دیگر نیز به ذهنم می‌آیند، مانند دو‑دو، موآ، شیرهای غار، خرس‌های غار، گرگ‌های خطرناک، و اک بزرگ». بهترین نامزدها آنهایی هستند که در محیط‌های سرد و خشک زندگی کرده‌اند، چرا که شرایط گرمسیری احتمال حفظ RNA را ندارند.
این روش می‌تواند بر روی باقی‌ماندهٔ نیاکان گونه‌های هنوز زنده نیز به‌کار گرفته شود. به عنوان مثال، مارمول می‌گوید: «احتمالاً فضایی بزرگ برای بررسی زیست‌شناسی و تکامل گونه‌های در حال حاضر در معرض خطر وجود دارد، در زمانی که جمعیت آن‌ها بیشتر بود، و می‌توان درک جامع‌تری از اثر کاهش جمعیت به‌دست آورد، به‌ویژه با افزودن لایهٔ RNA به مطالعات پالوژن‌تیک». مطالعهٔ RNA باستانی به همراه DNA و پروتئین، پنجره‌ای نو به دنیای از دست‌رفته می‌گشاید، در حالی که سرنخ‌هایی فراهم می‌کند که می‌تواند به نجات گونه‌های تهدیدشدهٔ امروز کمک کند.
Cell، 2025. DOI: 10.1016/j.cell.2025.10.025
اشلی بالزر-ویگیل دربارهٔ فضا برای یک پیمانکار مرکز پرواز فضایی گادارد ناسا می‌نویسد و به‌عنوان نویسندهٔ محیط‌زیست به‌صورت آزاد فعالیت می‌کند. او دارای مدرک کارشناسی ارشد در مطالعات فضایی از دانشگاه شمالی داكوتا و در نوشتن علمی از دانشگاه جانز هاپکینز است. او اکثر مقالات خود را در حالی می‌نویسد که یکی از کودکان خردسالش بر زانوهایش نشسته است.