Eine neue Studie zeigt die Isolierung und Sequenzierung von mehr als hundert Jahre alten RNA-Molekülen aus einem Exemplar eines Tasmanischen Tigers, das bei Raumtemperatur in einer Museumssammlung aufbewahrt wurde. Dies führte erstmals zur Rekonstruktion von Haut- und Skelettmuskeltranskriptomen einer ausgestorbenen Art.
Die Forscher stellen fest, dass ihre Ergebnisse relevante Auswirkungen auf internationale Bemühungen zur Wiederbelebung ausgestorbener Arten haben, darunter sowohl den Tasmanischen Tiger als auch das Wollhaarmammut, sowie für die Untersuchung pandemischer RNA-Viren.
Der Tasmanische Tiger, auch Beutelwolf genannt, war ein bemerkenswertes, fleischfressendes Beuteltier, das einst auf dem gesamten australischen Kontinent und auf der Insel Tasmanien verbreitet war. Diese außergewöhnliche Art erlebte ihren endgültigen Untergang nach der europäischen Kolonisierung, als sie als landwirtschaftlicher Schädling deklariert wurde und bis 1888 ein Kopfgeld von 1 £ für jedes getötete ausgewachsene Tier festgesetzt wurde. Der letzte bekannte lebende Tasmanische Tiger starb 1936 in Gefangenschaft Beaumaris Zoo in Hobart, Tasmanien.
Die jüngsten Bemühungen zur Ausrottung konzentrierten sich auf den Tasmanischen Tiger, da sein natürlicher Lebensraum in Tasmanien noch weitgehend erhalten ist und seine Wiederansiedlung dazu beitragen könnte, frühere Ökosystemgleichgewichte wiederherzustellen, die nach seinem endgültigen Verschwinden verloren gegangen waren. Die Rekonstruktion eines funktionsfähigen lebenden Tasmanischen Tigers erfordert jedoch nicht nur umfassende Kenntnisse seines Genoms (DNA), sondern auch der gewebespezifischen Genexpressionsdynamik und der Funktionsweise der Genregulation, die nur durch die Untersuchung seines Transkriptoms (RNA) erreichbar sind.
„Die Wiederbelebung des Tasmanischen Tigers oder des Wollhaarmammuts ist keine triviale Aufgabe und erfordert umfassende Kenntnisse sowohl der Genom- als auch der Transkriptomregulation solch berühmter Arten, etwas, das erst jetzt ans Licht kommt“, sagt Emilio Mármol, der Leiter Autor von a Studie kürzlich veröffentlicht in der Genomforschung Zeitschrift von Forschern des SciLifeLab in Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Paläogenetik, einem Joint Venture zwischen dem Schwedischen Naturhistorischen Museum und der Universität Stockholm.
RNA-Moleküle aus dem Tasmanischen Tiger geborgen
Die Forscher hinter dieser Studie haben zum ersten Mal das Transkriptom der Haut und des Skelettmuskelgewebes eines 130 Jahre alten ausgetrockneten Exemplars eines Tasmanischen Tigers sequenziert, das bei Raumtemperatur im Schwedischen Naturhistorischen Museum in Stockholm aufbewahrt wurde. Dies führte zur Identifizierung gewebespezifischer Genexpressionssignaturen, die denen von lebenden Beuteltieren und Plazenta-Säugetieren ähneln.
Die gewonnenen Transkriptome waren von so guter Qualität, dass es möglich war, muskel- und hautspezifische Protein-kodierende RNAs zu identifizieren, und führten zur Annotation fehlender ribosomaler RNA- und microRNA-Gene, die später den Empfehlungen von MirGeneDB folgten.
„Dies ist das erste Mal, dass wir einen Einblick in die Existenz von Thylacin-spezifischen regulatorischen Genen wie microRNAs erhalten, die vor mehr als einem Jahrhundert ausgestorben sind“, sagt Marc R. Friedländer, außerordentlicher Professor an der Abteilung für Molekulare Biowissenschaften , Das Wenner-Gren-Institut der Universität Stockholm und SciLifeLab.
Diese bahnbrechende Studie eröffnet neue spannende Möglichkeiten und Implikationen für die Erforschung der riesigen Sammlungen von Proben und Geweben, die in Museen auf der ganzen Welt aufbewahrt werden und in denen RNA-Moleküle möglicherweise darauf warten, entdeckt und sequenziert zu werden.
„In Zukunft können wir möglicherweise nicht nur RNA aus ausgestorbenen Tieren gewinnen, sondern auch RNA-Virusgenome wie SARS-CoV2 und ihre evolutionären Vorläufer aus der Haut von Fledermäusen und anderen Wirtsorganismen, die in Museumssammlungen aufbewahrt werden“, sagt Love Dalén , Professor für evolutionäre Genomik an der Universität Stockholm und am Zentrum für Paläogenetik.
Die Autoren der Studie freuen sich auf künftige ganzheitliche Forschungsentwicklungen, die sowohl Genomik als auch Transkriptomik integrieren und so eine neue Ära der Paläogenetik über die DNA hinaus einläuten.
Mehr Informationen:
Emilio Marmol-Sanchez et al., Historische RNA-Expressionsprofile des ausgestorbenen Tasmanischen Tigers, Genomforschung (2023). DOI: 10.1101/gr.277663.123