Stokholmo universiteto mokslininkų komanda sugebėjo atkurti genetinę informaciją iš bakterijų, buvusių stepių mamutuose, gyvenusiuose daugiau nei prieš milijoną metų. Tyrimas, paskelbtas žurnale „Cell“, skirtas seniausios mikrobų DNR, susijusios su šeimininku, gavimui – tai pasiekimas, suteikiantis duomenų apie bakterijų evoliuciją.
Rezultatai leidžia mums analizuoti ne tik šių išnykusių gyvūnų genomą, bet ir mikroorganizmų bendrijas, kurios su jais gyveno kartu, suteikdamos unikalią informaciją. Ši informacija galėtų padėti mums suprasti, kaip mikroorganizmai paveikė pleistoceno megafaunos sveikatą ir išnykimą.
Kaip jie surado seniausią žinomą mikroorganizmų DNR?
Mokslininkai ištyrė 483 mamutų liekanas, įskaitant krūminius dantis, ilčius ir kaulus, kurių amžius siekia iki 1,1 milijono metų. Dauguma šių mėginių anksčiau nebuvo tirti.
Naudodama pažangius genomikos ir bioinformatikos metodus, komanda sugebėjo atskirti mikrobus, kurie buvo mamutų mikrobiomo dalis, nuo tų, kurie apgyvendino liekanas po jų mirties.
Tarp radinių buvo identifikuotos šešios bakterijų grupės, kurios buvo nuosekliai siejamos su mamutais. Kai kurie iš šių mikrobų yra susiję su šiandien žinomais gentimis, pvz., Actinobacillus, Pasteurella, Streptococcus ir Erysipelothrix.
Dalinis jų genomų rekonstrukcija leido užfiksuoti tai, kas laikoma seniausia mikrobų DNR, kada nors atrasta gyvūno šeimininke.
Šių mikrobų reikšmė mamutų sveikatai ir evoliucijai
Šių mikrobų buvimas kelia klausimų apie galimą bakterijų įtaką mamutų gyvenimui ir sveikatai. Pavyzdžiui, su Pasteurella susijusi bakterija šiuo metu siejama su mirtinais protrūkiais tarp Afrikos dramblių, mamutų gyvų giminaičių. Tai rodo, kad šie gyvūnai galėjo būti jautrūs panašioms infekcijoms.
Nors DNR degradacija apsunkina tikslaus šių bakterijų poveikio nustatymą, įrodymai rodo, kad kai kurios mikrobų linijos su mamutais koegzistavo šimtus tūkstančių metų. Šis atradimas suteikia įžvalgų apie tai, kaip mikrobai galėjo paveikti šios rūšies prisitaikymą, atsparumą ligoms ir galiausiai išnykimą.
Mikroorganizmų genomai sparčiai evoliucionuoja, todėl senovinių rūšių tyrimai tampa sudėtingesni. Pasak tyrėjų, norint gauti patikimus DNR duomenis, senesnius nei milijonas metų, reikėjo analizuoti labai suskilusius fragmentus ir juos palyginti su šiuolaikiniais bakterijų giminaičiais.
Atradimai rodo, kad tam tikros mikrobų linijos išliko ilgą laiką ir skirtingose geografinėse vietovėse, nuo daugiau nei milijono metų senumo iki paskutinių vilnonių mamutų Vrangelio saloje maždaug prieš 4000 metų. Tai rodo, kad kai kurie šeimininko ir mikrobų santykiai išliko stabilūs laikui bėgant.
Atveriamos durys paleomikrobiologijai
Senausios mikrobų DNR atradimas atveria duris tyrimams, kurie peržengia mamutų genomų ribas. Dabar galima tirti jų mikrobiomas, gauti informaciją apie ligas, prisitaikymą ir išnykusių mikrobų ekologiją.
Šis požiūris leidžia mums tirti, kaip mikroorganizmai galėjo paveikti megafaunos gyvenimą ir išnykimą, teikdamas duomenis, kurie papildo tradicinę paleogenetiką, orientuotą į šeimininko DNR.
Tuo pačiu metu sekvenavimo ir bioinformacinės analizės pažanga palengvina senovinių mikrobų dalinį atkūrimą, nors jų atgaivinimo galimybė dėl DNR fragmentacijos lieka nepasiekiama.
Galiausiai reikėtų pažymėti, kad šis tyrimas suteikia pagrindą palyginti išnykusių rūšių ir jų gyvų giminaičių, pvz., Afrikos ir Azijos dramblių, mikrobų evoliuciją.
