古老RNA揭示3.9万年前猛犸象死亡之谜
参考消息网报道 据西班牙《趣味》月刊网站11月18日报道,一头约3.9万年前的猛犸象通过迄今测序的最古老核糖核酸(RNA),揭示了其死亡前激活的基因。
在西伯利亚的一个冰封的角落,一头被称为“尤卡”的猛犸象在永久冻土层中沉睡数千年后,科学家在其身上有了新发现。这具保存完好的遗体距今约3.9万年,不仅肌肉、皮肤和骨骼完好无损,更保存着被认为完全不可能存在的物质:RNA片段——这些短暂存在的分子能在生物体死亡前发出最终指令。
时间胶囊
这项由古遗传学家埃米利奥·马莫尔-桑切斯领导的国际团队在美国《细胞》双月刊发表的最新研究中的发现,标志着科学家首次成功测序如此古老动物的RNA。尤卡不仅是一具冰冻化石,更是一颗生物时间胶囊,让我们得以窥见更新世动物生命终末阶段的真实基因活动。
如果说脱氧核糖核酸(DNA)如同操作手册,或者定义生物体本质的基础代码,那么RNA就是指令的执行者。当细胞需要制造蛋白质、应对压力、启动生命过程甚至为死亡做准备时,这种分子就会发挥作用。换言之,RNA并未揭示尤卡的身份,而是记录了它生命最后几秒的状态。
这一细节至关重要。古DNA研究的飞速发展使人类得以解析存世逾百万年的古老遗传物质。然而,RNA曾是一个缺失的环节。其化学脆弱性和短暂寿命使其难以成为史前研究的理想对象。此前最古老的RNA测序样本,来自一头1.4万年前的狼崽,同样发现于永久冻土层。而尤卡的年龄是其三倍之多。
研究人员分析了十头不同猛犸象的皮肤和肌肉样本,这些样本均保存于西伯利亚雅库特地区的冰冻土地中。其中仅三具含有可检测的RNA,而且只有尤卡的RNA片段足够完整且丰富,能够进行深入分析。
这种极好的保存状态并非偶然。尤卡于2010年被猛犸象牙猎人发现时,其保存状态就如此完美,仿佛它是数周前而非数千年前死亡的。此后,它一直在雅库茨克的博物馆零下10摄氏度的恒温环境中保存。这种环境加上死亡后迅速冻结,造就了近乎不可能的奇迹:保存了RNA这种极易挥发的遗传物质。
惊人发现
研究团队从尤卡的肌肉中提取RNA,并与其现存近亲——亚洲象的基因组进行比对。分析揭示了一个惊人的发现:其死亡时活跃的基因与肌肉收缩、应激代谢调节及极端肌肉疲劳相关,部分片段属于微小RNA,而这些调控基因表达的小分子此前从未在如此古老的灭绝动物中被检测到。
所有证据都表明,尤卡是在剧烈体力消耗后死亡的。这并非纯粹推测,因为先前的研究就发现其体表有爪痕,很可能曾遭到洞穴狮等猛兽袭击。它曾拼命挣扎逃生,最终深陷泥沼。所捕获的RNA记录了这一瞬间:其肌肉在屈服于死亡前启动了最后的抵抗机制。
此外,研究人员发现了来自Y染色体的RNA,这证实了尤卡是雄性个体,纠正了此前基于外部形态特征的错误判断。
这项发现不仅因其戏剧性而令人振奋,更标志着方法论与概念上的重大突破。科学家成功证明,在适宜条件下,RNA可保存数万年之久。更重要的是,这项发现为全新研究领域——古转录组学(对已灭绝生物转录组,即活性RNA集合的研究)打开了大门。
全新途径
通过这条新途径,我们不仅能识别远古动物携带的基因,更能揭示哪些基因处于活跃状态、分布于何种组织以及在何种条件下发挥作用。这些此前无法获取的信息将彻底改变我们对数千年前灭绝物种生存方式、死亡机制及环境适应能力的认知。
更重要的是,专家指出这些技术同样适用于古代RNA病毒(如流感病毒或冠状病毒),前提是人类或动物遗骸保存完好。这将使我们能够研究古代病毒的演化历程,并在永久冻土融化可能释放病原体的情况下,预判其中潜在的风险。
尤卡在此次研究之前就已声名远扬,如今它更成为现代科学融合尖端技术、古生物学直觉还有一点儿运气而取得成就的象征。未来或许会有更多远古RNA被测序,也可能发现其他独特的微小RNA,甚至可能找到曾栖息于其体内的病毒碎片。
事实上,这头被冰封于永恒冻土的幼年猛犸象赋予了我们埃及木乃伊、侏罗纪化石或尼安德特人骨骼都无法提供的珍贵馈赠:生命消逝瞬间的分子肖像。那是凝固在时间中的怦怦心跳。(编译/刘丽菲)
(审核:欧云海)






