在冻干长毛象遗骸中保存了52000年的3D DNA

　　大约52000年前，一头长着浓密、像鲻鱼一样鬃毛的雌性长毛猛犸象死在西伯利亚的一个山洞里。该地区干燥寒冷的气候将这种庞然大物的身体冻干，使它的肉和皮肤变成了毛茸茸的猛犸象肉干。

　　现在，这种保存完好的生物——绰号克里斯·沃德尔(Chris Waddle)，这个名字来自于一位退休的英国足球运动员，他以前忙后忙的发型而闻名——正在透露这种灭绝物种的一些秘密。根据本周发表在《细胞》杂志上的一篇新论文，科学家们利用动物耳朵附近的一块皮肤，重建了其DNA的三维结构。

　　50多位国际科学家参与了这项前所未有的壮举，为研究这种动物活着时的基因行为提供了新的见解。更广泛地说，他们的方法可能有助于保护当今活着的动物，并可能有助于“恢复灭绝”长毛象的努力。

　　安大略省汉密尔顿市麦克马斯特大学的生物学家Hendrik Poinar没有参与这项研究，他对《新科学家》的Corryn Wetzel说:“为了尽可能接近真正的猛犸象，人们需要知道它的基因结构与亚洲象有什么不同。”

　　通常，动物死后，它的DNA分子开始分解并扩散，留下一团混乱的遗传物质。当研究人员后来试图研究这些DNA时，就像试图阅读一本被翻得乱七八糟的书一样。他们仍然可以学到很多东西，但这堆遗传信息给了他们一个不完整的画面。

　　然而，由于这只52000年前的长毛象的保存方式，它的遗传物质的几何形状出人意料地保持完整，这使得研究人员能够非常详细地重建它的遗传密码。为了做到这一点，他们使用了一种被称为“古hi - c”的新技术，该技术帮助他们绘制DNA片段，并将基因组重新组装成原始的三维结构。在这种情况下，研究猛犸象的古代DNA就像阅读“一堆有折角的有序页面”，《科学美国人》的萨马·s·伊克巴尔写道。

　　通过观察基因组的结构，科学家们可以“弄清楚在特定动物死亡的那一刻，哪些基因是活跃的，哪些基因被抑制了，”该研究的合著者、巴塞罗那国家基因组分析中心的研究员马克·a·马蒂-雷诺姆对《华盛顿邮报》的莉泽特·奥尔特加说。

　　研究人员将猛犸象的DNA与现代亚洲象的基因组进行了比较。他们发现了许多相似之处——例如，两只动物都有28对染色体——但也有一些重要的区别。据《纽约时报》的西沃恩·罗伯茨报道，这两个物种大约有4.1%的皮肤基因不同，其中包括一个与毛发生长有关的基因。

　　他们的分析表明，负责毛发生长的基因在猛犸象中比在今天的大象中更活跃，这有助于解释为什么现代厚皮动物秃顶，而它们的古代祖先有甜美的头发。他们还确定了导致猛犸象耐寒性的基因。

　　研究小组很想知道这头猛犸象完好无损的DNA是否只是侥幸，以及他们的“古hi - c”方法是否也适用于其他标本。因此，他们用牛肝进行了一系列的实验室实验。他们用热和冷冻干燥的方法使一些样品脱水，而另一些样品则保持新鲜，并在室温下放置。

　　三天后，新鲜牛肉的DNA已经分解成一堆碎片。但一年后，脱水样本中的DNA仍然具有其三维结构。

　　他们甚至尝试用一些非常有创意的方法来破坏脱水的dna，比如开车碾过它，然后用猎枪射击它。但是，它仍然存在。

　　他们的大量样本表明，如果有合适的保存条件，同样的方法可以应用于其他古代生物，甚至是木乃伊化的人类遗骸。

　　“这项新工作为探索灭绝物种的生物学开辟了重要的新可能性，”伦敦自然历史博物馆的古生物学家阿德里安·利斯特(Adrian Lister)对《卫报》的伊恩·桑普尔(Ian Sample)说，他没有参与这项研究。“这种特殊的保存可能会在更古老的化石中发现，可以追溯到200万年前，这为研究更古老的灭绝物种的生物学以及它们与现存近亲的关系和差异提供了可能性。”