Опасное прошлое: древнейшее микробное ДНК ворвалось в наш мир

Международная команда специалистов, возглавляемая экспертами из Центра палеогенетики, выявила микробную ДНК в сохранившихся фрагментах шерстистых и степных мамонтов, чей возраст превышает миллион лет.

Этот анализ продемонстрировал одну из самых старых микробных ДНК, известных науке, и позволил определить бактерии, которые потенциально провоцировали заболевания у этих животных. Итоги работы появились в журнале Cell.

Ученые из Центра палеогенетики, образованного при сотрудничестве Стокгольмского университета и Шведского музея естественной истории, изучили микробную ДНК в 483 пробах мамонтовых костей, из которых 440 подверглись секвенированию впервые. Среди них оказался степной мамонт, обитавший примерно 1,1 миллиона лет назад. Применяя современные геномные и биоинформационные подходы, группа разделила микроорганизмы, сосуществовавшие с мамонтами при жизни, от тех, что появились в останках после гибели.

Ведущий автор Бенджамин Гине отметил, что, держа в руках зуб мамонта возрастом миллион лет, можно обнаружить на нем следы древних микробов, обитавших рядом с животным. Он подчеркнул, что их результаты открывают путь к изучению микробной ДНК более миллиона лет давности и создают перспективы для анализа параллельной эволюции микроорганизмов и их хозяев.

Шесть категорий микроорганизмов сохранились через эпохи и расстояния

Обзор выявил шесть устойчивых групп микроорганизмов, ассоциированных с мамонтами, включая роды Actinobacillus, Pasteurella, Streptococcus и Erysipelothrix. Некоторые из них могли обладать патогенными свойствами. К примеру, одна бактерия, близкая к Pasteurella, обнаружена в исследовании, родственна возбудителю, вызывающему летальные вспышки среди африканских слонов. Поскольку африканские и азиатские слоны — ближайшие современные родственники мамонтов, эти данные наводят на размышления о возможной уязвимости мамонтов к аналогичным инфекциям.

Особо стоит отметить, что специалисты реконструировали фрагменты геномов Erysipelothrix от степного мамонта возрастом 1,1 миллиона лет, что стало самой древней ДНК микроорганизмов, связанных с хозяином, из когда-либо найденных. Это расширяет понимание взаимодействий между вымершими видами и их микробиотой.

Старший автор Том ван дер Валк пояснил, что из-за быстрой эволюции микробов извлечение надежных данных о ДНК старше миллиона лет напоминает преследование постоянно меняющегося следа. Он добавил, что их выводы демонстрируют, как древние реликвии могут сохранять биологическую информацию за пределами генома хозяина, предоставляя insights в влияние микроорганизмов на адаптацию, заболевания и исчезновение в плейстоценовых экосистемах.

Хотя точно оценить влияние этих микроорганизмов на самочувствие мамонтов сложно из-за деградации ДНК и нехватки сравнительных материалов, работа дает уникальный взгляд на микробиомы исчезнувшей мегафауны. Выводы указывают, что определенные виды микроорганизмов сопровождали мамонтов сотни тысяч лет, охватывая обширные территории и временные периоды — от более миллиона лет назад до исчезновения шерстистых мамонтов на острове Врангеля около 4000 лет назад.

Профессор эволюционной геномики Лав Дален из Центра палеогенетики подчеркнул, что эта работа начинает новую эру в изучении биологии вымерших видов. Теперь можно не только анализировать геномы самих мамонтов, но и исследовать микробные сообщества, обитавшие внутри них.

Уточнения

Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — макромолекула (одна из трёх основных, две другие — РНК и белки), обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования организмов. 

Правда.Ру