发表在《细胞》杂志封面的猛犸象染色体化石谈判。图片

拿起冰川期间跳蛋 户外，很多东谈主脑海中会流暴露猛犸象身披长毛、踏步而来的丹青。在距今大要480万至1万年前的时期，猛犸象是最具代表性的生物之一。但跟着阵势变暖，加上滋长速率冉冉、莫得迷漫食品以及东谈主类和猛兽追杀等成分，猛犸象数目开动赶快减少，幼象成活率极低，最终绝灭。

猛犸象以我方总计种群的腐烂，宣告了一个冰川期间的截至。

现在，一个海外谈判小组收效重构了一头糊口在5.2万年前的猛犸象基因组和三维染色体结构，这是初度诳骗古代DNA样本开展此类谈判。该谈判揭示了猛犸象基因组在细胞内的组织方式，以及特定基因在皮肤组织中的抒发情况。关系效果登上新一期《细胞》杂志封面。

这项前所未有的谈判意味着：东谈主们回生殒命生物，约略不再是梦。

“冻干”的染色体化石很珍稀

大大量古DNA标本，王人是由非常小且“东歪西倒”的DNA片断构成。好意思国贝勒医学院基因组结构中心主任艾里兹·利伯曼·艾登以为，在绘图东谈主类基因组三维结构的基础上，淌若能找到正确的古DNA样本，即三维结构仍然完好意思的样本，就有可能使用一样的战略拼装古代基因组。

谈判团队在大要5年的时刻里测试了数十个样本，但阐扬照旧冉冉。

直到2018年，俄罗斯西伯利亚东北部出土了一头保存特殊完好意思的猛犸象。这头猛犸象在身后不久就被“冻干”了。由于脱水样品中的细胞核结构不错万古刻保捏，这种条目使DNA以访佛玻璃的现象被保存下来，幸免了以往古DNA样本的降解问题，也让今天的东谈主们能够看到前所未有的结构细节。

“猛犸象染色体化石的长度是凡俗古DNA片断的数百万倍，代表了一种全新的化石类型。”艾登说。

这头猛犸象在恭候东谈主们找到它。团队特殊忻悦，因为此次不错长远了解猛犸象的基因组在其活细胞内是怎样组织的，以及哪些基因在索要DNA的皮肤组织中是活跃的。不外，“拼装”照旧是个贫寒。

30亿碎屑的拼图需拼装

“念念象一下，你有一个由30亿个碎屑构成的拼图，但却莫得最终拼好后的状貌。”西班牙巴塞罗那国度基因学中心和基因组调控中心结构基因组学家马丁-雷诺姆说，辛亏“Hi-C技能不错让你在把拼图凑合在一谈之前，有一个近似的图像”。Hi-C是团队为了重建猛犸象的基因组结构而使用的罕见智商。他们从猛犸象耳朵背面采集的皮肤样本中索要了DNA。Hi-C技能使他们能够检测DNA的哪些部分可能在空间上非常接近，并在细胞核中的当然现象下相互作用。

然后，他们将Hi-C分析的物理信息与DNA测序相谈判，以识别相互作用的DNA片断，并使用刻下大象的基因组看成模板，创建猛犸象基因组的有序图谱。分析自满，猛犸象有28条染色体，与今天的亚洲和非洲大象调换。

通过查抄细胞核内基因的区室化，团队能够识别出猛犸象皮肤细胞内活跃和不活跃的基因——这是表不雅遗传学或转录组学的代表。猛犸象的皮肤细胞与其至亲亚洲象的皮肤细胞比拟，具有不同的基因激活模式，这可能包括与其体毛和耐寒性关系的基因。

染色体化石带来无穷可能

这项谈判中使用的智商，其实取决于保存特殊完好意思的化石——该化石所保留的古代染色体结构，已精准到了纳米级！但谈判团队乐不雅地以为，这一智商也可用来谈判其他古代DNA标本，从猛犸象到埃及木乃伊，也包括博物馆标本。

染色体化石无疑成为谈判地球生命史的有劲新用具。这是因为典型的古代DNA片断很少突出100个碱基对，或遗传密码的100个“字母”——这远远小于生物体的完整DNA序列（频繁少见十亿个“字母”长度）。比拟之下，染色体化石则不错逾越数亿个遗传“字母”。

“染色体化石变调了游戏规矩”，好意思国贝勒医学院基因组结构中心分子和东谈主类遗传学助教奥尔伽·杜德琴科暗示，因为“通过将古代DNA分子与当代物种的DNA序列进行比较，有可能发现遗传密码中单个‘字母’发生变化的情况”。

换句话说，通过了解生物体染色体的阵势，科学家不错拼装出殒命生物的总计DNA序列，收尾昔日不行能收尾的念念法。

但就刻下而言，回生猛犸象，还仅仅一个开头。

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作家：张梦然跳蛋 户外