Путем вставки 43 000-летнего неясного гигантского гена в бактерии кишечной палочки ученые выяснили как эти древние животные, адаптированные к низким температурам доисторической Сибири и Северной Америки. Ген, кодирующий для транспортирующего кислород гемоглобина протеина, позволил животным сохранять ткани поставляемыми кислородом даже при очень низких температурах. «Это не отличается от возвращения 40 000 лет и взятия образца крови от живущего мамонта», говорит Кевин Кэмпбелл, биолог в университете Манитобы в Канаде.Бригада Кэмпбелла получила ДНК из гигантской кости, сохраненной в сибирской вечной мерзлоте. Это было долгое путешествие для Кэмпбелла, специальность которого является физиологией млекопитающих.
Десятилетие назад он видел программу канала Discovery на восстановлении гигантского экземпляра, заключенного в лед, и задался вопросом, могли ли бы такие экземпляры держать ключи к разгадке физиологии мамонта.Кэмпбелл работал с экспертом по ДНК Аланом Купером из университета Аделаиды в Австралии для изоляции гигантского гена, ответственного за гемоглобин. Затем он и коллеги включили ген в E. coli. Цель, говорит Кэмпбелл, должен был заставить бактерии произвести гигантский гемоглобин в лаборатории. (Подобный процесс используется для синтезирования человеческих протеинов как инсулин.) Несмотря на то, что они были созданы у бактерии, он говорит, протеины гемоглобина идентичны тому, что произвели бы гигантские клетки. «Я фигурировал, может ли E. coli сделать совершенный человеческий гемоглобин, почему это не может сделать гигантский гемоглобин?»
Как только у исследователей был свой гигантский гемоглобин, они выдержали сравнение, это с этим от азиатских и африканских слонов (также созданный в лаборатории с помощью генов от живущих животных соединил в E. coli). Гемоглобин слона функционировал во многом как человеческий гемоглобин, поставляя кислород более эффективно при более теплых температурах. Это помогает кислороду транспорта гемоглобина к рабочим самым твердым образом мышцам. Но гигантский гемоглобин выпустил кислород при устойчивом уровне независимо от температуры, бригада сообщает онлайн сегодня по своей природе о Генетике.
Те различия помогают объяснить, как мамонт смог адаптироваться к холодным температурам, поскольку он развил от его подобного слону африканского предка более чем десятки миллионов лет. В дополнение к крошечным ушам и густой шерсти, Кэмпбелл предполагает, что мамонты, возможно, развили способы позволить их конечностям и краевым зонам охладиться существенно, чтобы сохранить энергию и сохранить основную температуру их органа, физиологическая уловка, используемая адаптированными к холоду современными животными, такими как северный олень и muskoxen.
Но холодные ноги представляют проблему когда дело доходит до гемоглобина. «Что развитый мамонт является изменениями в гемоглобине, уменьшающими количество тепла, должен был обменять кислород», говорит Кэмпбелл, который позволил животным сохранять свои краевые зоны, «дышащие» даже при очень низких температурах.Эксперт по мамонтам Ральф-Дитрих Калке из Научно-исследовательского института Senckenberg в Веймаре, Германия, говорит насмешки результата с тем, что известно о выборе времени и тенденциях гигантского развития, и это представляет впечатляющий шаг вне того, что древняя ДНК была в состоянии сделать до сих пор. «Хорошо получить родословную и развитие животных с древней ДНК, но для меня намного более захватывающе, что мы получаем результаты понять стойкость и энергию животных», говорит Кэхлк. «Это – вид первого результата в палеофизиологии».
Биолог Майкл Беренбринк из Ливерпульского университета в Соединенном Королевстве говорит, что больше исследования необходимо, чтобы видеть, насколько значительный адаптация была, как бы то ни было. Существует возможность, например, что холодной ткани нужно меньше кислорода для начала. «Они принимают как очевидное, что у них есть эта проблема поставляющего кислорода», говорит Беренбринк.
Однако, он говорит, работа является «фантастической» комбинацией существующих методов для ответа на новый вопрос. «Экстраординарная вещь состоит в том, чтобы вытащить последовательность из потухшего животного, выразить протеин и придумать объяснение его адаптивной функции».Если бы Вам понравилась эта статья, то Вы могли бы также наслаждаться:Ученые распутывают неясный гигантский геном