Oud DNA Onthult Het Verhaal Van Het Paard

2024 Auteur: Daisy Haig | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 03:12

PARIJS - Wetenschappers zeiden afgelopen woensdag dat ze het DNA hadden ontrafeld van een paard dat zo'n 700.000 jaar geleden leefde, een recordbrekende prestatie in het jonge veld van paleo-genomica.

De oude vondst geeft aan dat alle paarden van vandaag, evenals ezels en zebra's, een gemeenschappelijke voorouder deelden die zo'n vier miljoen jaar geleden leefde, twee keer zo vroeg als gedacht.

De doorbraak wekt ook de hoop dat veel fossielen die als nutteloos worden beschouwd voor DNA-bemonstering in feite vol zitten met genetische schatten, aldus onderzoekers.

In het tijdschrift Nature meldde het team dat het verhaal 10 jaar geleden begon, met de ontdekking van een stuk gefossiliseerd paardenbot in de permafrost op een locatie genaamd Thistle Creek, in het Canadese Yukon-gebied.

"Het is een stuk metapodiaal bot" van het been, zei Ludovic Orlando, een Franse onderzoeker bij het Centrum voor Geogenetica van het Natuurhistorisch Museum van Denemarken.

"Het is een fragment van ongeveer 15 centimeter (zes inch) lang en acht centimeter (3,2 inch) breed."

Radiodatering van de grond waarin het bot werd gevonden, geeft aan dat het organische materiaal daar - ontbonden bladeren enzovoort - ongeveer 735.000 jaar geleden werd afgezet.

Het monster was verbazingwekkend bewaard gebleven in de diepe kou - maar de tijd zou zijn cellen ongetwijfeld hebben beschadigd en zo de kans beperken om er bruikbaar DNA uit te plagen.

"Het was een unieke kans om onze technologie tot het uiterste te drijven", vertelde Orlando aan AFP.

"Om eerlijk te zijn, ik had zelf niet gedacht dat het mogelijk zou zijn toen we het idee voor het eerst aanpakten."

Deze vroege twijfels begonnen op te heffen in het laboratorium, toen de onderzoekers erin slaagden overblijfselen van collageen te lokaliseren - het belangrijkste eiwit dat in botten wordt aangetroffen, evenals biologische markers voor bloedvaten.

Hoe zit het met cellulair DNA?

Op dat moment kwam de teleurstelling. De technologie die aan het begin van de analyse drie jaar geleden beschikbaar was, voldeed bij lange na niet aan het vermogen om deze kleine stukjes DNA te nemen en ze om te zetten in begrijpelijke code.

"We waren slechts in staat om ongeveer eens in de 200 pogingen een stukje DNA-sequentie te krijgen", zei Orlando.

Wat dingen veranderde, was een generatiewisseling in sequencing-technologie.

Gebruikmakend van een innovatie in medisch onderzoek, vonden de wetenschappers een manier om DNA-moleculen te ontrafelen zonder ze in een sequencing-machine te "versterken".

Deze aanpak betekende dat het kostbare monster niet werd verspild door eindeloze fouten, en het risico van verdere degradatie door hantering en blootstelling aan lucht werd geminimaliseerd.

Het resultaat was een drie- tot viervoudige verbetering van het slagingspercentage, dat steeg tot een factor 10 wanneer de temperatuur en de extractiemethode verder werden aangepast.

"We gingen van één op 200 naar ongeveer één op 20", zei Orlando.

"Wat hieruit naar voren kwam, waren kleine stukjes sequenties, die we vervolgens opnieuw moesten samenstellen tot een volledige genetische code", zei hij.

"Het is alsof je een vaas repareert die in duizend stukken is gebroken - alleen deze heeft miljarden stukken!"

Het resultaat is het oudste genoom waarvan de sequentie volledig is bepaald - van een dier dat tussen 560, 000 en 780.000 jaar geleden leefde.

Het vorige record werd gehouden door de sequentiebepaling van een raadselachtige mens die bekend staat als de Denisova-hominine, die 70, 000 tot 80, 000 jaar geleden leefde.

De paardensequentie werd vergeleken met het genoom van een paard dat 43.000 jaar geleden in het Laat-Pleistoceen leefde, evenals met dat van vijf moderne paardenrassen, een Przewalski-paard (een wilde paardensoort die afweek van het gedomesticeerde paard), en een ezel.

"Onze analyses suggereren dat de Equus-afstamming die aanleiding gaf tot alle hedendaagse paarden, zebra's en ezels, vier tot 4,5 miljoen jaar eerder ontstond, twee keer de conventioneel aanvaarde tijd", zegt de studie.

Het suggereerde ook dat pogingen om het Przewalski-paard te behouden, door het te kruisen met gedomesticeerde rassen, genetisch geldig zijn. Er lijkt weinig genetische inmenging in de wilde variant te zijn geweest.

Afgezien van deze onmiddellijke ontdekking, zijn de wetenschappers ervan overtuigd dat hun werk op een dag licht zal werpen op prehistorische dieren of zelfs onze eigen voorouders, door middel van fossielen waarvan het DNA conventioneel wordt beschouwd als te aangetast voor sequencing.

"In zeer koude omstandigheden heeft ongeveer 10 procent van de kleine moleculen een goede kans om langer dan een miljoen jaar te overleven", zei Orlando.

"We hebben een deur geopend waarvan we dachten dat die voor altijd gesloten was. Het hangt allemaal af van technologische vooruitgang, maar we hebben heel veel argumenten om te geloven dat de toekomst ons naar schatten zal leiden, niet naar een doodlopende weg."