Científicos en Suecia lograron recuperar ARN de un tilacino extinto, también conocido como tigre de Tasmania, de hace 130 años. Posteriormente, rastrearon qué genes estaban activos en sus tejidos.
El ADN puede mostrar qué genes existen, pero la expresión génica, es decir, qué genes están activos en un tejido, requiere ARN de células vivas.
El estudio fue liderado por el Dr. Marc R. Friedländer en la Universidad de Estocolmo en Suecia, con el apoyo de centros de investigación cercanos. Su trabajo se centra en la biología del ARN y la regulación génica en las células, especialmente en los pequeños reguladores que moldean el desarrollo.
Normalmente, el ARN se degrada más rápido que el ADN, por lo que la mayoría de las muestras antiguas pierden su transcriptoma, el conjunto completo de mensajes de ARN de esos tejidos.
El almacenamiento en seco puede ralentizar las reacciones químicas que descomponen el ARN, y las pieles de museo a veces conservan más de lo esperado.
Un estudio de 2019 publicado en PLOS Biology demostró que el ARN puede sobrevivir en el permafrost y en pieles antiguas de lobos el tiempo suficiente para retener señales de los tejidos.
Tilacino, ARN y tejido
El tilacino era un depredador marsupial con una bolsa que desapareció tras una intensa caza y la pérdida de su hábitat.
El 7 de septiembre de 1936, el último tilacino conocido murió en el zoológico de Beaumaris en Hobart, según el registro del Museo Nacional de Australia aquí.
Ese espécimen se mantuvo seco a temperatura ambiente en un museo sueco, y proporcionó tejido muscular y de piel para la secuenciación.
Para evitar la contaminación moderna, el equipo trabajó en salas limpias construidas para moléculas antiguas y rastreó el posible manejo humano.
Comprobando que el ARN era del tilacino
¿Cómo podrían estar seguros de que este ARN provenía de un tilacino y no de un contaminante moderno?
La mayoría de las lecturas coincidieron con el genoma del tilacino, y las secuencias humanas aparecieron en niveles más bajos que se ajustan al manejo típico en los museos.
También utilizaron metatranscriptómica, una forma de escanear todo el ARN para identificar especies y microbios, para separar los fragmentos de tilacino de los contaminantes.
Las cicatrices químicas, llamadas desaminación, un daño que cambia una letra de ARN por otra, aumentaron cerca de los extremos de los fragmentos, como se esperaba.
Leyendo la actividad génica en el músculo
En el músculo, las señales más fuertes provinieron de genes relacionados con la contracción y el uso de energía, incluida la enorme proteína titina.
El perfil de ARN apuntó a fibras musculares lentas, lo que coincide con la ubicación donde los investigadores tomaron tejido cerca de la escápula.
También detectaron mensajes involucrados en el almacenamiento de oxígeno y el reciclaje de combustible, indicios de cómo funcionaban esas células cuando estaban vivas.
Incluso con millones de fragmentos, el equipo capturó solo una pequeña parte del transcriptoma muscular completo, por lo que las señales raras permanecieron silenciosas.
ARN y muestras de piel de tilacino
Las muestras de piel contenían muchos fragmentos de ARN de genes de queratina, que coinciden con la capa externa resistente que protege a los animales del desgaste.
Dos secciones de piel también contenían ARN de hemoglobina, una señal de sangre que quedó en el tejido cuando se preparó el espécimen.
Debido a que la piel está en el exterior, puede recoger microbios más tarde, pero las lecturas de tilacino aún dominaron los datos.
Cuando el equipo comparó estos perfiles con marsupiales y perros vivos, la piel se parecía a la piel y el músculo al músculo.
MicroARN: Los pequeños reguladores
Los microARN, ARN cortos que ajustan la cantidad de proteína que produce un gen, suelen tener alrededor de 22 bloques de construcción.
La evidencia de ARN también confirmó una forma de microARN específica del tilacino, lo que demuestra cómo la regulación génica puede diferir incluso entre parientes cercanos.
Estos pequeños reguladores variaron considerablemente entre la piel y el músculo, lo que proporcionó otra comprobación de que las secuencias provenían de los tejidos correctos.
Corrigiendo el mapa del genoma del tilacino
Los científicos utilizan la anotación, etiquetando los genes en un mapa del genoma, para convertir el ADN sin procesar en una referencia utilizable para la biología.
Debido a que el ARN proviene de mensajes terminados, puede exponer exones faltantes y parchear lagunas que confunden las listas de genes basadas únicamente en el ADN.
En el tilacino, los datos de ARN apuntaron a la probable ubicación de los genes de ARN ribosomal que faltaban en los ensamblajes anteriores.
Un mejor mapa del genoma ayuda a los investigadores a comparar animales extintos con animales vivos, y también reduce las señales falsas en estudios futuros.
Rastreo de virus antiguos en tejido muerto
El equipo también detectó rastros de virus de ARN, virus que almacenan sus genes como ARN, en el material del tilacino.
Esas señales fueron débiles, y los autores instaron a la precaución, pero el resultado sugiere que los especímenes de museo podrían preservar la historia viral.
Si el trabajo futuro confirma estas sugerencias, los investigadores podrían comparar virus relacionados a lo largo del tiempo y rastrear cómo cambiaron.
Este tipo de trabajo exige controles de laboratorio cuidadosos, porque el ARN viral moderno puede colarse a través de reactivos o contacto humano.
Lecciones del ARN del tilacino
Este trabajo impulsa la paleotranscriptómica, el estudio del ARN antiguo para aprender la actividad génica pasada, más allá del permafrost y hacia los cajones de museo secos.
Los perfiles de ARN pueden revelar tipos de células, daños e incluso signos de enfermedad, lo que proporciona un registro más detallado de las especies extintas.
Diferentes conservantes pueden cambiar lo que sobrevive, por lo que los curadores y científicos necesitarán reglas compartidas para el muestreo sin arruinar los especímenes.
El estudio se basó en un animal preservado, por lo que no puede capturar la variación en la edad, la estación, la salud o la historia de vida.
Los fragmentos de ARN eran cortos e irregulares, lo que dificulta la medición de genes de bajo nivel o la reconstrucción de mensajes completos.
Los fragmentos cortos pueden mapearse a muchos genomas, por lo que las bases de datos de referencia pueden etiquetar incorrectamente las lecturas a menos que los equipos apliquen filtros estrictos.
Más muestras de otros animales extintos, junto con el trabajo de ADN y proteínas, deberían mostrar cuán ampliamente se puede ampliar este enfoque.
El estudio se publica en Genome Research.
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