В 2010 году в слоях сибирской вечной мерзлоты наткнулись на практически идеально сохранившегося мамонтёнка по имени Юка. Удивительно, но его кожа хранила следы царапин, шерстяной покров лежал плотным ковром, а мышечные волокна сохранились в разграниченной структуре. По прошествии пятнадцати лет учёные осознали, что эта находка обладает куда более значимым научным потенциалом, чем изначально предполагалось.
Группа исследователей из Стокгольмского университета объявила об извлечении из тканей Юки древней молекулярной РНК — молекул, выживание которых обычно не превышает нескольких лет, не говоря уже о тысячах лет в вечной мерзлоте PMCID: PMC6411884. Работа показала, как современные методики позволяют выйти за рамки классического анализа ДНК и заглянуть в детали клеточной активности давно исчезнувших организмов.
Почему находка древней РНК стала неожиданностью
Долгое время реконструкция вымерших видов опиралась преимущественно на анализ ДНК, благодаря которому были расшифрованы геномы мамонтов, неандертальцев и других исчезнувших форм жизни. Однако ДНК лишь перечисляет генетические «записи» — она не сообщает, какие именно гены активно использовались в тот или иной момент.
Молекулы РНК выполняют функцию посредника: они транслируют информацию о том, какие гены направлены на синтез белков. Посредством анализа древней РНК можно узнать, какие белки вырабатывались, какие метаболические пути были активны и как ткани реагировали на внутренние и внешние нагрузки перед гибелью организма.
Тем не менее РНК крайне уязвима: высокая чувствительность к температурным колебаниям и ферментативному расщеплению обычно не позволяет ей переживать десятилетия. Но вечная мерзлота Сибири, с её постоянным холодом, низкой влажностью и естественной изоляцией в ледяных толщинах, создала уникальные условия, при которых фрагменты молекул РНК смогли уцелеть. Учёные выделили эти короткие участки, чтобы попытаться восстановить их последовательность.
После экстракции генетического материала специалисты провели секвенирование и соотнесли полученные фрагменты с геномами современных азиатских слонов и ранее реконструированным геномом мамонта DOI:10.1016/j.cell.2025.10.025. Это позволило подтвердить происхождение извлечённых фрагментов и собрать транскрипционный профиль — карту активации генов в тканях Юки во время его жизни.
Что рассказала РНК о физиологии Юки
Особый интерес у учёных вызвали образцы мышечной ткани. Несмотря на высокую фрагментацию, удалось обнаружить фрагменты мРНК, связанные с белками MYH7 и TNNT1 — маркерами медленных мышечных волокон, ответственных за выносливость и длительное напряжение.
Кроме того, в выборке зафиксировали участки РНК, участвующие в стресс-реакциях тканей, что свидетельствует о повышенной нагрузке перед смертью: мышцы подвергались сильному напряжению, возможно, из-за экстремального холода, паники или борьбы за выживание.
Среди выделенных последовательностей оказались и фрагменты, характерные для Y-хромосомы, что подтвердило прежние выводы о том, что Юка был самцом.
Помимо мРНК были найдены некодирующие РНК, в том числе микроРНК, структура которых отличается от современных слонов. Хотя пока рано говорить о функциональных выводах, эти данные указывают на отличия регуляторных механизмов у мамонтов.
Методика выделения и анализа древней РНК
Работа с ископаемой РНК требует строжайшего контроля чистоты: лаборатории оснащены HEPA-фильтрами, а рабочие поверхности подвергаются регулярной дезинфекции, чтобы исключить контаминацию современными молекулами.
Первоначально образцы тканей Юки замораживали в жидком азоте, затем измельчали и обрабатывали реагентами для отделения РНК от прочих компонентов. В ходе экстракции получались лишь крошечные фрагменты, но современные платформы высокопроизводительного секвенирования позволяют реконструировать из этих «мозаик» целостные транскрипты, ориентируясь на эталонные геномы.
Вычислительный анализ включал отсеивание фрагментов бактерий, грибов и прочих загрязнений при помощи инструментов вроде Bowtie2, которые ищут соответствия в эталонах и учитывают особенности повреждённых древних молекул. Преобладание фрагментов в экзонах дополнительно подтвердило подлинность находки.
Для сравнения исследовали образцы тканей и других мамонтов из разных районов Сибири PMID:41240910, но лишь Юка сохранил РНК в достаточном объёме для полноценного транскриптомного анализа, вероятно, благодаря уникальным условиям заморозки.
Значение изучения древней РНК для палеобиологии
Возможность исследовать ископаемую РНК открывает новые перспективы в реконструкции жизнедеятельности вымерших видов. Теперь помимо генетического каталога ДНК можно анализировать реальную активность генов: метаболизм, иммунные ответы, клеточные взаимодействия и реакции на окружающую среду.
Ранее фрагменты древней РНК находили у человека Этци (около 5 000 лет назад) и в тканях тасманского тигра XIX века, но пример Юки показывает, что молекулы способны сохраняться значительно дольше в благоприятных условиях. Это расширяет шансы обнаружить РНК у пещерных медведей, доисторических лошадей и других представителей флоры и фауны ледникового периода.
Кроме того, РНК может содержать следы вирусов и микробиоты, окружавшей древнее животное. Выявление таких фрагментов позволит в будущем реконструировать патогены, влияющие на популяции доисторических организмов. Эти направления пока только зарождаются, но открывают перспективы для палеоэпидемиологии и глубинного понимания экосистем прошлого.
