為了了解長毛象的困境和導致它們滅絕的力量,科學家們復活了蘭格爾島猛獁象的突變基因。
大約4,000年前,一小部分毛茸茸的猛獁象滅絕在蘭格爾島,一個遠離西伯利亞海岸的遙遠的北極避難所。它們可能是地球上同類中的最後一個。
新項目的目的是研究這些基因是否正常運作。研究人員發現,他們並沒有。
「帶回家的信息是,最後的猛獁象可能病得很厲害,聞不到花的味道,所以這是可悲的。」
這項研究建立在證據的基礎上,這些動物在最後的日子裡遭受了一系列基因缺陷的困擾,這些缺陷可能阻礙了它們的發育、繁殖和嗅覺能力。
這些問題可能源於種群迅速減少,這可能導致遠親間的雜交和低遺傳多樣性--這種趨勢可能損害物種清除或限制有害基因突變的能力。「我們論文的主要創新之處在於我們真的復活了。蘭格爾島第一作者文森特·林奇(VincentLynch)說。他是布法羅大學(University At Buffalo)的生物科學助理教授,他在芝加哥大學(University Of Chicago)領導這個項目。
「除了暗示最後的猛獁象可能是一個不健康的種群外,這對瀕臨滅絕的物種來說也是一個警示性的故事:如果它們的數量不多,它們也可能積累有害的突變,從而導致它們的滅絕。」為了進行這項研究,林奇的研究小組首先比較了蘭格爾島猛獁象和三個亞洲猛獁的DNA。大象還有另外兩隻在猛獁象數量大得多的時候生活的古代猛獁象。研究人員發現了一些獨特於蘭格爾島猛獁象的基因突變。
然後,他們合成了改變的基因,將DNA插入培養皿中的細胞中,並測試這些基因表達的蛋白質是否與其他基因或分子正常相互作用。科學家這樣做的基因被認為或已知涉及一系列重要功能,包括神經發育,男性生育,胰島素信號和嗅覺。例如,在檢測氣味的情況下,林奇說:「我們知道影響我們檢測氣味的基因是如何工作的。」「因此,我們可以復活猛獁象的版本,使培養中的細胞產生猛獁象的基因,然後測試蛋白質在細胞中是否正常運作。
如果它沒有--而且它沒有--我們可以推斷,這可能意味著蘭格爾島猛獁象聞不到它們吃的花。「這項研究建立在前期工作其他科學家,如2017年論文其中一個不同的研究小組發現了蘭格爾島猛獁象的潛在有害基因突變,估計它是種群中僅有幾百名成員的一部分。林奇說:「研究結果是相輔相成的。」「2017年的研究預測,蘭格爾島猛獁象正在積累破壞性突變。我們發現了類似的東西,並通過在實驗室中復活突變基因來檢驗這些預測。
帶回家的信息是,最後的猛獁象可能病得很厲害,聞不到花的味道,所以這是可悲的。「這項研究發表在基因組生物學與進化.芝加哥大學、西北大學、維吉尼亞大學、維也納大學和賓夕法尼亞州立大學的其他研究人員為這項工作做出了貢獻。其他合著者來自芝加哥大學和西北大學。
資料來源:布法羅大學原創研究指定用途:10.1093/GBE/evz 279
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