DNA Cổ đại Tiết Lộ Câu Chuyện Về Ngựa

2024 Tác giả: Daisy Haig | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 03:15

PARIS - Các nhà khoa học hôm thứ Tư tuần trước cho biết họ đã làm sáng tỏ DNA của một con ngựa sống cách đây 700.000 năm, một kỳ tích phá kỷ lục trong lĩnh vực cổ sinh-gen.

Phát hiện cổ đại chỉ ra rằng tất cả ngựa ngày nay, cũng như lừa và ngựa vằn, đều có chung một tổ tiên sống cách đây khoảng bốn triệu năm, sớm hơn gấp đôi so với người ta nghĩ.

Các nhà nghiên cứu cho biết, bước đột phá này cũng làm dấy lên hy vọng rằng nhiều hóa thạch được coi là vô dụng trong việc lấy mẫu DNA có thể được nhồi nhét trong kho tàng di truyền, các nhà nghiên cứu cho biết.

Báo cáo trên tạp chí Nature, nhóm nghiên cứu cho biết câu chuyện bắt đầu từ 10 năm trước, với việc phát hiện ra một mảnh xương ngựa hóa thạch trong lớp băng vĩnh cửu tại một địa điểm có tên là Thistle Creek, thuộc lãnh thổ Yukon của Canada.

Ludovic Orlando, một nhà nghiên cứu người Pháp tại Trung tâm Địa di truyền học tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Đan Mạch cho biết: “Đó là một mảnh xương ẩn dụ” từ chân.

"Đó là một mảnh vỡ dài khoảng 15 cm (sáu inch) x rộng 8 cm (3,2 inch)."

Bức xạ mặt đất nơi tìm thấy xương cho thấy chất hữu cơ ở đó - lá cây phân hủy, v.v. - đã được lắng đọng khoảng 735.000 năm trước.

Mẫu đã được bảo quản một cách đáng kinh ngạc trong cái lạnh sâu - nhưng thời gian chắc chắn đã làm hỏng các tế bào của nó và do đó hạn chế khả năng tách DNA hữu ích ra khỏi nó.

"Đó là một cơ hội duy nhất để đẩy công nghệ của chúng tôi đến giới hạn", Orlando nói với AFP.

"Thành thật mà nói, bản thân tôi đã không nghĩ rằng nó có thể thực hiện được khi chúng tôi lần đầu tiên giải quyết ý tưởng."

Những nghi ngờ ban đầu này bắt đầu dấy lên trong phòng thí nghiệm, khi các nhà nghiên cứu tìm cách xác định chính xác tàn dư của collagen - protein chính được tìm thấy trong xương, cũng như các dấu hiệu sinh học cho mạch máu.

Còn DNA của tế bào thì sao?

Đến lúc đó, sự thất vọng ập đến. Công nghệ có sẵn khi bắt đầu phân tích cách đây ba năm đã không thể lấy được những mẩu DNA nhỏ bé này và biến chúng thành mã có thể hiểu được.

Orlando nói: “Chúng tôi chỉ có thể lấy được một đoạn chuỗi DNA khoảng một lần trong mỗi 200 lần thử.

Điều thay đổi mọi thứ là một sự thay đổi thế hệ trong công nghệ giải trình tự.

Khai thác một đổi mới trong nghiên cứu y học, các nhà khoa học đã tìm ra cách giải mã các phân tử DNA mà không cần phải "khuếch đại" chúng trong một máy giải trình tự.

Cách tiếp cận này có nghĩa là mẫu quý giá không bị lãng phí sau vô số lần hỏng hóc, và giảm thiểu nguy cơ xuống cấp thêm khi xử lý và tiếp xúc với không khí.

Kết quả là tỷ lệ thành công được cải thiện gấp ba đến bốn lần, tỷ lệ này tăng lên hệ số 10 khi nhiệt độ và phương pháp chiết xuất được điều chỉnh thêm.

Orlando nói: “Chúng tôi đã đi từ một trong 200 đến khoảng một trong 20.

Ông nói: “Những gì xuất hiện từ điều này là những mảnh vụn nhỏ của trình tự, mà sau đó chúng tôi phải tập hợp lại thành một mã di truyền đầy đủ.

"Nó giống như việc hàn gắn một cái bình đã vỡ thành hàng nghìn mảnh - chỉ cái này thôi mà có hàng tỷ mảnh!"

Kết quả là bộ gen cổ nhất đã được giải trình tự đầy đủ - từ một loài động vật sống từ 560, 000 đến 780, 000 năm trước.

Kỷ lục trước đó được nắm giữ bởi quá trình giải mã trình tự của một con người bí ẩn được gọi là Denisova hominin, sống cách đây 70, 000 đến 80 000 năm trước.

Trình tự của ngựa được so sánh với bộ gen của một con ngựa sống ở Thế Pleistocen muộn, 43.000 năm trước, cũng như của năm giống ngựa hiện đại, ngựa của Przewalski (một loài ngựa hoang dã khác với ngựa nhà), và một con lừa.

Nghiên cứu cho biết: “Các phân tích của chúng tôi cho thấy dòng dõi Equus sinh ra tất cả ngựa, ngựa vằn và lừa hiện đại có nguồn gốc từ 4 đến 4,5 triệu năm trước hiện tại, gấp đôi thời gian được chấp nhận thông thường”.

Nó cũng gợi ý rằng những nỗ lực để bảo tồn ngựa của Przewalski, bằng cách lai nó với các giống trong nước, là có giá trị về mặt di truyền. Có vẻ như đã có rất ít sự xâm nhập gen vào các biến thể hoang dã.

Ngoài phát hiện trước mắt này, các nhà khoa học tự tin rằng công việc của họ một ngày nào đó sẽ làm sáng tỏ các loài động vật thời tiền sử hoặc thậm chí là tổ tiên của chúng ta, thông qua các hóa thạch mà DNA thường được coi là quá suy thoái để giải trình tự.

Orlando cho biết: “Trong điều kiện rất lạnh, khoảng 10% các phân tử kích thước nhỏ có cơ hội sống sót sau một triệu năm.

"Chúng tôi đã mở ra một cánh cửa mà chúng tôi nghĩ rằng đã đóng mãi mãi. Tất cả phụ thuộc vào tiến bộ công nghệ, nhưng chúng tôi có vô số lý lẽ để tin rằng tương lai sẽ dẫn chúng ta đến kho báu chứ không phải ngõ cụt."