Många gener gick förlorade under mammutens evolution

En metod för att återuppliva utdöda arter är den så kallade gensaxen Crispr-Cas9.  Genomredigeringstekniken kan användas för att infoga genvarianter från en utdöd art i ett genom, hela arvsmassan, från en levande släkting.

Men resultaten från en ny studie indikerar att man också kan behöva ta bort vissa gener för att bevara viktiga biologiska egenskaper samtidigt som en utdöd arts arvsmassa rekonstrueras.

– Att redigera genomet hos en levande art för att efterlikna det från en utdöd släkting är inte lätt, det har vi vetat hela tiden. Men de här nya rönen visar verkligen på komplexiteten i de utmaningar som ligger framför oss, säger Love Dalén, professor i evolutionär genomik vid Stockholms universitet.

Två mammutar undersöktes

Forskarna bakom studien har sekvenserat två nya sibiriska mammutgenom från den senaste istiden. De jämförde sedan dessa med 33 genom från mammutar, asiatiska elefanter och afrikanska elefanter.

Resultaten visar att tusentals delar av mammutens arvsmassa saknas jämfört med arvsmassorna hos afrikanska och indiska elefanter. Det fanns också ett stort antal delar där det finns extra baser i DNA-koden, så kallade insertioner.

Att förlora en del av en gen, en gendeletion, kan påverka dess funktion. På liknande sätt kan korta insertioner göra en gen oläslig.

Livsduglighet kan ha påverkats

Sammantaget upptäckte forskarna att de flesta av dessa förändringar inte inträffat inom gener, men det hittade även 84 gener som har påverkats av genomiska deletioner och tre som påverkats av korta insertioner.

– Dessa strukturella förändringar hade sannolikt en betydande inverkan på funktionen hos dessa gener, vilket kan ha bidragit till några av de anpassningar till miljön som den ullhåriga mammuten genomgick, säger forskaren Tom van der Valk, forskare vid Centrum för paleongenetik.

Förändring kan ha påverkat egenskaper

Förändringen i funktionalitet i dessa 87 gener kan ha varit viktig för den ullhåriga mammuten i den utveckling som skedde för att mammuten skulle klara den kalla miljön i norr. Många egenskaper, som kroppsstorlek och köldtolerans, regleras av flera olika gener. Förluster av några av dessa gener kan därför påverka de processer som formar utvecklingen av dessa egenskaper.

– Flera av generna som har påverkats är relaterade till klassiska egenskaper hos den ullhåriga mammuten, som till exempel pälsväxt och hårform, fettlagring samt skelettmorfologi och öronform, förklarar Marianne Dehasque, doktorand i mammutgenomik vid Centrum för paleogenetik.

Vetenskaplig studie

Evolutionary consequences of genomic deletions and insertions in the woolly mammoth genome, iScience.

Kontakt

Tom van der Valk, forskare i datadriven Life Science, Centrum för paleogenetik, Naturhistoriska riksmuseet, Tom.vanderValk@nrm.se

Marianne Dehasque, doktorand i zoologi, Centrum för paleogenetik, Stockholms universitet,  marianne.dehasque@zoologi.su.se

Love Dalén, professor i evolutionär genomik, Centrum för paleogenetik, Stockholms universitet, love.dalen@zoologi.su.se