Шерстистый мамонт Юка, останки которого были найдены в вечной мерзлоте в Сибири, послужил генетическим материалом для эксперимента: нечто похожее на клеточное ядро было выделено из размороженной клетки мамонта и помещено в мышиную яйцеклетку. Полноценного развития не получилось, но ученые из Японии и Якутии считают, что указали путь к прогрессу всем исследователям исчезнувших видов животных.
Фото: Юрий Смитюк / ТАСС
Шерстистых мамонтов найдено относительно много, фундаментальные исследования вида ведутся давно, в том числе проведен полный анализ генома. Следствием этих работ стала реконструкция гемоглобина, который оказался у шерстистых мамнтов особым — стойким к низким температурам; затем — описание специфических для шерстистых мамонтов цветов шерсти (оказалось, что рыжий — редкий для них цвет); наконец, выделение белков из останков.
Но на сей раз ученые из Японии и Якутии решали куда более амбициозную задачу — пересадки ядра клетки мамонта (точнее, того, что от ядра осталось) в живую яйцеклетку лабораторной мыши.
Но прежде чем взяться за это дело, генетики тщательно доказали, что в останках мамонта не содержится чужеродных белковых примесей, что это биологический материал именно шерстистого мамонта. Для этого они провели радиоуглеродный анализ останков, и он показал, что мамонту Юке около 28 тыс. лет; а затем сравнили белковые соединения из туши мамонта с белковыми соединениями африканского слона. Из прежних работ известно, что между этими видами имеется значительное генетическое (то есть и белковое тоже) сходство.
Анализ белковых соединений, кроме того, показал, что Юка отлично сохранился. Во всех ископаемых останках, и в мамонтах в том числе, в белках, точнее, в составляющих их аминокислотах, идут схожие процессы: дезаминирование аспарагина и глютамина, окисление фенилаланина и частичная дегидрация длинных белковых цепей. Сравнение мамонтовых белков со слоновьими в очередной раз подтвердило верность этого замечания. Но в останках мускулов Юки процессы распада аминокислот шли медленнее, чему причиной, очевидно, качество вечной мерзлоты.
Итак, нельзя было не воспользоваться хорошей сохранностью мускулов Юки. Из 273 мг мамонтовой плоти ученые выделили 88 структур, похожих на клеточные ядра. Дополнительные исследования показали, что эти структуры, несмотря на весьма древний возраст, вполне устойчивы.
На следующем шаге ученые решили подсадить структуры в мышиную яйцеклетку, чтобы поглядеть, сможет ли это ядро, точнее, структура, похожая на ядро, образовать так называемое веретено — это часть первой стадии деления. Для сравнения из яйцеклетки не стали удалять ее родные хромосомы. Плюс — также для сравнения — в другую яйцеклетку тем же способом поместили материал из клеточного ядра мороженой слоновьей ткани.
Результат превзошел ожидания: в 21% яйцеклеток, куда были подсажены ядра клеток мамонтов, сформировались веретена. Говоря проще, начался процесс деления!
Впрочем, ни мамонтовый, ни слоновий замороженный ядерный материал не повел себя как делящееся ядро: хромосомы не стали разъединяться. Но некоторая часть хромосомного материала от мамонта мигрировала в мышиный ядерный материал.
Процессы деления затем остановились во всех экспериментальных клетках.
Выводы исследователей состоят в том, что по крайней мере часть материала, некогда бывшего ядрами клеток мамонта, может быть использована в генетических экспериментах.
По материалам статьи «Signs of biological activities of 28,000-year-old mammoth nuclei in mouse oocytes visualized by live-cell imaging», опубликованной в журнале Nature 11 марта 2019 года.