Científicos logran recuperar ADN de mamut organizado en cromosomas

Un equipo internacional de investigadores, entre ellos miembros del Centro Nacional de Análisis Genómico de Barcelona, ha recuperado ADN de mamut organizado en cromosomas. Este avance científico permite conocer mejor los genes que estaban activados en estos animales extintos, así como el modo en que se adaptaron a su entorno.

Hasta ahora, los investigadores habían logrado recuperar una gran cantidad de ADN de mamut, pero en fragmentos pequeños. Comparándolo con el genoma del elefante asiático (su pariente más cercano), habían podido reconstruir la secuencia de pares de bases del animal extinto. Esto les permitió determinar el grado de similitud genética entre ambas especies, pero no por qué presentaban diferencias.

El nuevo estudio, publicado en la revista Cell, describe los 28 cromosomas (un número similar al de los elefantes) 'fosilizados' de un mamut que murió hace 52.000 años. Conocer la estructura del ADN de esta criatura les permite identificar los genes que se activan en cada caso.

¿Por qué el mamut tenía pelo y el elefante actual no?

"¿Cómo es que el mamut tenía pelo y el elefante de hoy en día no?", se pregunta Marc Martí-Renom, profesor de investigación ICREA y líder del grupo en el Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG) y el Centro de Regulación Genómica (CRG). "Lo que hemos visto es que los genes que están asociados al crecimiento folicular están mucho más activados en el mamut que en el elefante. Con tener solo la secuencia, dirías que tienen el mismo gen, pero aquí estamos viendo que en un lado está activado y en otro no".

Martí llegó al proyecto poco antes de la pandemia, pero desde 2015 equipos de investigación del Baylor College of Medicine (EEUU) y la Universidad de Copenhague (Dinamarca) llevaban trabajando en la forma de obtener más información genética de muestras de animales extintos.

"Uno de nuestros colaboradores, Love Dalén [del Centro de Paleogenética de Estocolmo], había adquirido una muestra de piel de mamut en Siberia recién excavada, que estaba trabajando en una investigación sobre genética de poblaciones", explica a EL ESPAÑOL Marcela Sandoval Velasco, del Centro de Hologenómica Evolutiva de la Universidad de Copenhague y primera autora del estudio.

Se trataba de un ejemplar de mamut hembra que había muerto hace 52.000 años. "Comenzamos a hacer experimentos, contactamos con Marc [Martí-Renom] y su equipo y a principios de 2020 nos dimos cuenta de que algo estaba funcionando".

Martí-Renom confiesa que no esperaban obtener un resultado tan impactante. "La estructura del genoma se pierde con el tiempo, es lo que uno espera por pura física. Es como el azúcar que se disuelve en el café".

Sandoval y su equipo llevaban varios años experimentando con la muestra. Al estar liofilizada (un proceso de conservación basado en la deshidratación, como el jamón serrano), confiaban en encontrar la estructura cromosómica intacta, pero no fue hasta 2020 cuando por fin la vieron.

"Tuvimos un momento eureka una semana antes de que nos encerraran por la Covid", continúa Martí-Renom. "Fue toda una sorpresa: allí estaba la estructura, y tenía los mismos cromosomas que los elefantes actuales. Pero Marcela se volvía esa semana a Dinamarca porque, si no, se quedaría encerrada en Barcelona".

Al equipo solo le quedaba demostrar que no se trataba de una excepcionalidad y que el método que siguieron era fiable, por lo que pidieron una segunda muestra, que habían estado expuesta en un museo durante años y estaba menos fresca.

"Las estructuras seguían estando allí", comenta Martí-Renom. "No solo eso, sino que el equipo del Baylor College of Medicine jugó con muestras actuales para demostrar que con este tipo de secado se podría mantener, al menos durante un año, las estructuras de la pieza de carne".

Ni cortos ni perezosos, tomaron una pieza de carne fresca, la desecaron "y le hicieron mil cosas: pasarle un coche por encima, darle un martillazo, pegarle un tiro con una escopeta... La estructura microscópica seguía estando allí, mientras que la macro, la que ves con los ojos, estaba completamente destruida".

Por eso, señalan, confían en poder aplicar las nuevas tecnologías a muestras ya conocidas para obtener mucha más información.

"Este nuevo hallazgo empuja los límites del campo de la paleogenómica, creando ventanas al pasado para observar cómo eran las cosas", explica Marcela Sandoval, "y entender la variación de la diversidad".

La mamut de 52.000 años ya había sido protagonista de un artículo científico publicado el año pasado, "siendo el genoma con mejor cobertura de mamut jamás secuenciado", apunta David Díez del Molino, primer autor de aquel estudio.

Díez del Molino, que trabaja en el Centro de Paleogenética de la Universidad de Estocolmo y no ha participado en el actual estudio, señala que "el aspecto más importante de este artículo es el descubrimiento de la presencia de compartimentalización cromosómica, que puede permitir investigar qué genes se encuentran activos en qué tejidos, algo que no se puede inferir usando solamente las secuencias de ADN".

No obstante, "no lo llamaría cromosomas fósiles", matiza. "Lo que se reporta en este artículo es que, en esta muestra tan bien preservada, se han encontrado 'cristalizados' algunas de las estructuras tridimensionales que conforman los cromosomas, por lo que se puede reconstruir mejor su estructura en mamuts".

Esto supone, continúa, "un paso importante para poder ensamblar los cromosomas del mamut, sin embargo ni la preservación ni la metodología desarrollada en este artículo son suficientes para reconstruir los cromosomas de mamut sin la asistencia del genoma de referencia del elefante".