ДНК древних животных помогает возвращать виды и раскрывает неожиданное происхождение ужасного волка

На прошлой неделе компания Colossal Biosciences объявила об успешном «возвращении из вымирания» ужасного волка, по крайней мере, его версии. Команда Colossal использовала фрагменты генетического кода, обнаруженные в древних образцах ДНК ужасного волка, чтобы изменить геном обычного серого волка, сделав его похожим на геном давно вымершего родственника. Получившиеся щенки не являются точными копиями предков, но обладают многими их отличительными чертами.

Этим достижением руководила Бет Шапиро, автор книги о возрождении видов, бывший профессор UC Santa Cruz и нынешний главный научный директор Colossal.

«Древняя ДНК печально известна своей хрупкостью и деградацией, но за последние 20 лет палеогеномика совершила огромный скачок вперед, что привело к недавнему революционному достижению — первому в мире возрождению вида с рождением ужасных волков Colossal», — сказала Шапиро.

11 апреля команда исследователей из Colossal, UC Santa Cruz, Form Bio и академических партнеров со всего мира опубликовала препринт на bioRxiv с частью исследований древних геномов ужасного волка. Новое исследование представляет улучшенный метод реконструкции древних геномов с использованием конвейера Minigraph-Cactus и инструмента Giraffe, разработанных в Genomics Institute UC Santa Cruz. Этот метод позволил команде обнаружить неожиданное происхождение.

Из ископаемых останков было известно, что ужасные волки были крупнее современных серых волков, с более сильными челюстными мышцами, что помогало им охотиться на крупных млекопитающих ледникового периода. Новое исследование показывает, что эти отличительные черты возникли из смеси двух древних групп псовых.

Около двух третей генома ужасного волка, по-видимому, происходит от предка волков и койотов, а оставшаяся треть — от древней линии, родственной южноамериканским собакам. Это открытие предполагает, что ужасный волк возник в результате скрещивания между отдаленно родственными линиями примерно 4–5 миллионов лет назад.

Скрещивание видов для создания совершенно нового вида известно как «гибридное видообразование», и ученые считали его крайне редким эволюционным механизмом. Эти новые данные о происхождении ужасного волка, вместе с более ранним открытием UC Santa Cruz о происхождении колумбийского мамонта, позволяют предположить, что такой процесс может быть более распространенным, чем считалось.

Понимание эволюционной истории ужасного волка вносит вклад в знания о факторах, которые могли способствовать его вымиранию, что может быть полезно для сохранения видов. Шапиро и генеральный директор Colossal Бен Ламм утверждают, что технологии, разрабатываемые в процессе возрождения видов, помогут спасти исчезающие растения и животные от глобального кризиса вымирания, который угрожает уничтожить 30–50% видов мира в следующие 25 лет.

Передовые палеогеномные методы, использованные в этом исследовании, также прокладывают путь для будущих исследований других вымерших видов, которые дадут представление о более широких закономерностях эволюции на Земле.

Лаборатория палеогеномики UC Santa Cruz, созданная Шапиро и профессором биоинженерии Эдом Грином, провела всю тщательную подготовительную работу для исследования, включая подготовку древнего резцового зуба и черепа ужасного волка, экстракцию ДНК, создание геномных библиотек и контроль качества секвенирования.

«Волнительно видеть, как Colossal использовала инструменты, разработанные Бет Шапиро и другими в UC Santa Cruz для изучения древней ДНК, чтобы совершить поистине выдающийся подвиг генной инженерии», — сказала исполнительный директор Genomics Institute Лорен Линтон.