Yaklaşık 52.000 yıl önce Sibirya’nın donmuş tundrasında, yünlü bir mamutun yaşamı gizemli koşullar altında son buldu. Araştırmacılar hayvanın deri örneklerinde orijinal 3 boyutlu konfigürasyonlarında korunmuş kromozomlar keşfettiler. Bu, daha önce antik DNA araştırmalarında imkansız olduğu düşünülen bir başarıydı.
Ekip ayrıca, mamutun DNA moleküllerinin ve derisindeki aktif genlerin mekansal organizasyonunu da ortaya çıkardı; bunlar arasında, hayvana kıllı görünümünü veren sorumlu gen de var.
Çalışma 11 Temmuz 2024’te Cell’de yayımlandı. Araştırmada yer almayan Fransa’nın Toulouse kentindeki Paul Sabatier Üniversitesi’nden moleküler arkeolog Ludovic Orlando, çalışmanın antik bir genomun 3 boyutlu yapısını rapor eden ilk çalışma olduğunu söylüyor. Bir genomun uzamsal yapısı (bir organizmanın genetik materyalinin tamamı) gen aktivitesine dair ipuçları içerdiğinden, bu yapının anlaşılmasının mamut derisinin hücre biyolojisi hakkında tek başına DNA dizisini incelemekten daha derin bilgiler sunabileceğini söylüyor.
Zamanın tahribatı
Yaklaşık 40 yıl önce bilim insanları, bin yıllık Mısır mumyaları da dahil olmak üzere uzak geçmişten gelen örneklerde DNA parçalarının hayatta kalabileceğini keşfettiler. O zamandan beri birçok antik kalıntıda DNA’nın korunduğu ortaya çıktı. Ancak zaman geçtikçe DNA bozulur ve kimyasal hasara uğrar, bu nedenle araştırmacılar daha önce yalnızca tutarlı bir yapıya sahip olmayan DNA parçalarını ele geçirmişti.
İki bilim insanı, Sibirya’daki donmuş topraktan çıkarılan 52.000 yıllık yünlü mamutun derisini inceliyor. Görsel kaynağı: Love Dalén, Stockholm Üniversitesi
Araştırmanın ortak yazarı, Houston, Teksas’taki Baylor Tıp Fakültesi’nden genetikçi Erez Lieberman Aiden, araştırma ile ilgili şunları ifade ediyor :
Zaman geçtikçe, DNA bozuluyor ve kimyasal hasara maruz kalıyor, bu nedenle araştırmacılar daha önce yalnızca tutarlı bir yapıya sahip olmayan DNA parçalarını elde edebildiler. Bu tür parçalardan 3 boyutlu bir genom oluşturmak neredeyse imkansız. Bir memeli genomu, tipik bir antik DNA parçasından 30 milyon kat daha büyüktür. Ve sağlam bir kromozom (bir organizmanın genetik materyalinin bir kısmını içeren tek, uzun DNA molekülü), çoğu eski DNA parçasından yaklaşık bir milyon kat daha uzundur. DNA’nın 3 boyutlu yapısının zamanla yok olacağı varsayımı nedeniyle hiç kimse eski hücrelerin çekirdeklerindeki kromozom organizasyonunu incelemeye çalışmamıştı.
Akıllara durgunluk veren keşif
Bu varsayıma meydan okuyan Lieberman Aiden ve meslektaşları, iyi korunmuş antik örnekler için 9 yıllık bir araştırmaya giriştiler ve sonunda Sibirya’nın permafrost bölgesinden çıkarılan yünlü bir mamutun (Mammuthus primigenius) 52.000 yıllık deri örneklerinde neredeyse bozulmamış kromozomlar buldular. Çalışmanın ortak yazarı, Baylor Tıp Fakültesi’nden genetikçi Cynthia Pérez Estrada, keşfin “akıllara durgunluk verici” olduğunu söylüyor.
Araştırmacılar mamutun kromozomlarının yapısını analiz ettiler ve DNA molekülünün katlanmasını ve çekirdekteki mekansal organizasyonunu ortaya çıkardılar; bu iki özellik, hangi genlerin ne kadar süreyle etkinleştirildiğini belirlemek için çok önemliydi. Mamutun yaşayan en yakın akrabaları olan modern fillerle yapılan karşılaştırmalar, yalnızca kromozom sayısı ve yapısında benzerlikler olmadığını, aynı zamanda kıl büyümesi ve soğuğa adaptasyonla ilgili genlerin faaliyetlerinde de farklılıklar olduğunu gösterdi.
52.000 yıllık yünlü mamutun (Mammuthus primigenius) derisinden alınan bir kıl kökü. Yünlü bir mamuttan alınan bir kıl folikülü ilk kez mikroskop altında görüntüleniyor. Görsel kaynağı: Elena Kızılova (Sitoloji ve Genetik Enstitüsü SB RAS)
Donarak Kurumuş DNA
Araştırmacılar, mamut kromozomlarının, kurutulmuş sığır eti üretiminde kullanılana benzer bir dehidrasyon işlemi yoluyla cam benzeri bir form durumunda korunduğunu öne sürdü. Bu teknik sayesinde, DNA molekülleri yoğun bir şekilde paketlenir ve hareketsiz bir doku olarak kalır.
Ekibin, silahla vurma ve araba ile ezme gibi ekstrem testlere tabi tuttuğu dondurularak kurutulmuş dana eti üzerindeki yaptığı deneyler, araştırmacıların teorisini doğruladı:
Kuru et cam gibi parçalandı ama kromozomları sağlam kaldı.
Çalışmaya dahil olmayan ve Kopenhag Üniversitesi’nden antik popülasyon genetiği uzmanı Víctor Moreno Mayar, yeni yapılan bu keşfin öncesinde antik DNA’nın yapısının korunabilmesiyle ilgili şu ifadeleri kullanmıştı:
Hiçbir şekilde antik DNA’nın aynı şekilde kaldığı düşünülemez.
Bu yeni keşifle birlikte, Antik DNA’nın yapısının binlerce yıldır korunarak günümüze ulaşması üzerine Moreno Mayar şu açıklamayı yaptı:
Yanılmışım, gerçekten harika bir keşif!
Mayar, bulguların, koşullar ideal olduğu sürece antik DNA’yı kurtarma potansiyelinin daha önce mümkün olduğu düşünülenin ötesine uzandığını gösterdiğini ifade ediyor.
Yünlü mamutu yeniden diriltmek için çalışan Dallas, Teksas’taki bir biyoteknoloji firması olan Colossal Biosciences’ın biyolojik bilimler başkanı Eriona Hysolli, makaledeki yaklaşımın araştırmacıların tam bir mamut genomu oluşturmasına da yardımcı olabileceğini ve ayrıca tam bir mamut genomunun, şirketin soyu tükenmiş bir yaratığa benzeyen ve doğal ortamına yeniden kazandırılabilecek bir fil-mamut melezi üretme planıyla alakalı olabilecek özellikleri ortaya çıkarmaya yardımcı olabileceğini söylüyor.
Kaynaklar ve İleri Okuma
- G. Guglielmi. First Fossil Chromosomes Discovered In Freeze-Dried Mammoth Skin. (11 Temmuz 2024). Alındığı Tarih: 25 Eylül 2024. Alındığı Yer: Nature doi: 10.1038/d41586-024-02253-4. | Arşiv Bağlantısı
