Mamuts diversos

Esperonat per comentaristes d’aquest bloc que estan atents a l’actualitat d’una manera intimidant, em disposo a continuar parlant del gran mamut. I és que a Catalunya s’ha disparat una orgia desenfrenada arran d’un jaciment paleontològic riquíssim a Viladecans. El Grup de Recerca del Quaternari de la Universitat de Barcelona ha trobat més de 400 peces al jaciment de Can Guardiola. Entre la tira d’ossos de diferents animals (rinoceronts, ossos, cérvols, bòvids i cabres) els investigadors, entre ells Montse Sanz, han desenterrat també més de trenta ullals segurament de mamut (una de més de tres metres) i un crani. El jaciment està datat entre 20.000 i 100.000 anys d’antiguitat. Bona feina! Esperem llegir sobre aquesta troball ben aviat.

Però no ens aturem aquí, perquè aquesta setmana ha estat ben fructífera pel que fa als mamuts si sumem la publicació al PNAS d’un treball força interessant i que dona molta teca per comentar. Un equip molt nombrós encapçalat per Thomas Gilbert de la Universitat de Copenhagen ha realitzat un estudi comparatiu de genomes mitocondrials complets de 18 mamuts llanuts (Mammuthus primigenius) , dels quals 5 han estat seqüenciats de nou. De moment no ens entretinguem; el resultat ha estat que comparant les seqüències surt que el grup de 18 mamuts es pot separar en dues poblacions diferents (15 mamuts per una banda i 3 per l’altra). Els dos grups han compartit el mateix espai-temps, segons es pot deduir dels llocs i datacions dels jaciments. Però un dels grups tenia un habitat més limitat que l’altre; i també sembla que aquest grup més condensat va desaparèixer abans. Com diuen els autors, és molt aviat per dir si es tracta de dues poblacions, dues sub-espècies o bé fins i tot dues espècies diferents. Les esperances personals de Gilbert són que es tracti de dues sub-espècies. L’estudi és quasi una proesa pel fet de què es treballa amb ADN molt antic (de més de 60.000 anys, en algun mamut).

Diferents investigadors porten molt de temps provant d’amplificar i seqüenciar l’ADN antic de mamuts. La cosa és particularment difícil en relació a l’ADN nuclear, i menys en el mitocondrial, pel fet que de mitocondris n’hi ha molts més que de nuclis i s’en pot aïllar més quantitat. A més a més, l’ADN mitocondrial és una eina magnífica per realitzar arbres geneaològics i filogenètics. L’ADN es deteriora amb el temps degut a l’acció d’àcids i l’oxidació. Encara que l’ADN dels mamuts siberians ha tingut l’avantage de deteriorar-se més lentament pel fet d’estar el cadàver incrustat al permafrost àrtic. Tot i aquesta avantatge, els investigadors donen per fet que ADN més antics de 100.000 anys és quasi segur que estarà absolutament irreconeixible.

Un altre gran problema en l’estudi de l’ADN antic és la contaminació. Un ínfima quantitat d’ADN de la pell del propi investigadors o del voltant (bactèries, etc.) pot alterar completament l’anàlisi. La tècnica de la PCR és molt sensible i la contaminació és una amenaça constant. Per evitar aquest problema fa uns anys Alex Greenwood, que treballava amb MacPhee (el defensor de la hipòtesi del virus letal com a causa de l’extinció dels mamuts que vam comentar aquí) va decidir provar d’extreure ADN de dins dels molars dels mamuts, i per tant protegit de l’exterior. Abans de començar l’extracció va irradiar tota la zona de treball amb ultraviolats i després es va dedicar a eliminar l’os i el mineral dels molars. D’aquesta manera va ser capaç d’amplificar ADN ribosomal i també d’una proteïna, el factor Von Willebrand. L’objectiu de Greenwwod i MacPhee era trobar el virus assassí en l’ADN del mamut. No el van trobar, però si que van identificar fragments d’ADN amb comportament retroviral cosa que els va donar esperances: la tecnologia els permetia continuar buscant el virus mortal.

Gilbert i col·laboradors són famosos per haver seqüenciat amb èxit el genoma complet mitocondrial d’alguns exemplars l’any passat aplicant una estratègia diferent i millor. Durant més de vint anys i quasi fins llavors, només 6 genomes mitocondrials complets havien estat publicats, 4 eren d’un espècies extingida de moa, i els altres 2 eren de mamuts llanuts. Les millores en les tècniques d’amplificació i seqüenciació* han revolucionat el camp i s’han començat recentment a aplicar en el camp de l’ADN antic, tant nuclear com mitocondrial. La nova i exitosa estratègia del grup de Gilbert consisteix en extreure ADN de pèls de mamut, no de l’arrel, com es feia majoritàriament en aquest tipus d’estudi, sinó de dins del pèl mateix ("hair shaft", a l'esquema de l'esquerra). Encara que les cèl·lules queratinitzades del pèl contenen poc ADN, presenta tres avantatges importants aprofitables gràcies a les millorades tècniques d’ampificació i seqüenciació: 1) Quan es troba pèl n’hi ha en molta quantitat, i quan es destrueix no s’altera cap informació morfològica com podria passar amb el ossos. 2) La zona del pèl utilitzada té unes cèl·lules amb gran quantitat de mitocondris. 3) Inclús quan estan degradats, els pèls protegeixen l’ADN de dins de la probable contaminació que dèiem abans. En aquest estudi previ, el grup de Gilbert va poder extreure el genoma complet mitocondrial, emprant la nova tècnica, fins i tot d’un famós mamut, el mamut Adams, que es va trobar en quasi perfecte estat de congelació al 1799 i que es porta exibint fa la tira d’anys al museu zoològic de Sant Petersburg. El pèl que es va trobar d'aquest mamut, uns 16,4 Kg en total, es va distribuir per diferents institucions. Gilbert va aconseguir extreure també l’ADN tot i haver estat el pèl durant més de 200 anys a temperatura ambient.

A més del mamut Adams, l’estudi inclou altres mamuts famosos com el de Dima o el de Jarkov. Cada un d’ells té una història fascinant al darrera i mareixen un post en exclusiva que no trigarà en caure. Això em fa recordar que tots aquest estudis no serien possibles sense els aventurers com el francès Bernard Buigues (que per cert, firma els dos articles que he anomenat de Gilbert, no és per menys) i aficionats a la paleontologia com Dirk Jan Mol, “Dick”, i d’altres, alguns dels quals sense cap vinculació amb el món acadèmic, que s’han dedicat a la caça “postmortem” de mamuts. Aquests també mareixen un post en exclusiva o combinat amb l’anterior, perquè alguns d’aquest mamuts famosos els han descobert ells.

Referències:

- Gilbert MT, Drautz DI, Lesk AM, Ho SY, Qi J, Ratan A, Hsu CH, Sher A, Dalén L, Götherström A, Tomsho LP, Rendulic S, Packard M, Campos PF, Kuznetsova TV, Shidlovskiy F, Tikhonov A, Willerslev E, Iacumin P, Buigues B, Ericson PG, Germonpré M, Kosintsev P, Nikolaev V, Nowak-Kemp M, Knight JR, Irzyk GP, Perbost CS, Fredrikson KM, Harkins TT, Sheridan S, Miller W, Schuster SC. Intraspecific phylogenetic analysis of Siberian woolly mammoths using complete mitochondrial genomes.Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Jun 9

- Gilbert MT, Tomsho LP, Rendulic S, Packard M, Drautz DI, Sher A, Tikhonov A, Dalén L, Kuznetsova T, Kosintsev P, Campos PF, Higham T, Collins MJ, Wilson AS, Shidlovskiy F, Buigues B, Ericson PG, Germonpré M, Götherström A, Iacumin P, Nikolaev V, Nowak-Kemp M, Willerslev E, Knight JR, Irzyk GP, Perbost CS, Fredrikson KM, Harkins TT, Sheridan S, Miller W, Schuster SC. Whole-genome shotgun sequencing of mitochondria from ancient hair shafts. Science. 2007 Sep 28;317(5846):1927-30

* Pels que tinguin curiositat, la tècnica d’amplifiació i seqüenciació millorada s’anomena SBS (Sequencing-by-Synthesis). Podeu clicar aquí per veure una animació de com funciona el procés.

La referència és:

- Margulies et al. Genome sequencing in microfabricated high-density picolitre reactors. Nature 437, 376 (2005).

Dodger