Une avancée significative dans l’étude des mammouths offre un aperçu intrigant sur leurs vies passées. L’extraction de l’ARN le plus ancien connu révèle des informations cruciales sur le métabolisme avant leur mort, signalant les impacts de prédateurs. Cette recherche pourrait changer notre compréhension des interactions dans l’écosystème préhistorique.
Le mammouth Yuka. Crédit : Wikipedia
Grâce à l’analyse des restes de dix spécimens de mammouth laineux (Mammuthus primigenius) remarquablement bien conservés, des chercheurs ont extrait l’ARN le plus ancien détecté à ce jour. Le spécimen qui a fourni les meilleurs échantillons est Yuka, un jeune mammouth de 39 000 ans découvert en Sibérie en 2010 le long de la côte d’Oyogos Yar, au cœur du détroit de Dmitry Laptev. Yuka a été préservé de manière si exceptionnelle par le permafrost qu’il présente peau, pelage, fibres musculaires, l’intégralité de sa trompe ainsi qu’une morphologie corporelle presque intacte. Initialement, il était considéré comme femelle, mais des analyses récentes ont mis en évidence la présence d’un chromosome Y, révélant ainsi qu’il s’agit d’un mâle. D’après les marques observées sur son corps, les chercheurs estiment que ce jeune mammouth, mort entre 6 et 8 ans, a été victime d’une attaque de lions des cavernes (Panthera spelaea), une autre espèce disparue durant le Pleistocène. L’ARN détecté lors de cette étude indique un stress métabolique au niveau musculaire juste avant sa mort, probablement causé par l’agression des prédateurs, bien qu’il n’y ait pas de certitude.
La découverte et l’extraction de l’ARN le plus ancien des mammouths ont été réalisées par une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques suédois du Département de biosciences moléculaires – Institut Wenner-Gren de l’Université de Stockholm et du Centre de paléogénétique, qui ont collaboré étroitement avec des collègues de plusieurs instituts. Parmi ceux-ci se retrouvent le Centre d’ologénomique évolutive de l’Université de Copenhague, le Département de biologie des organismes de l’Université d’Uppsala, l’Université de médecine vétérinaire de Vienne (Autriche), le KTH Royal Institute of Technology, l’Académie des sciences de la République de Sakha (Russie) et d’autres. Les chercheurs, coordonnés par les professeurs Emilio Mármol-Sánchez, Marc R. Friedländer et Love Dalén, se sont focalisés sur les mammouths les mieux conservés pour une raison simple : l’ARN est nettement moins stable et plus dégradable que l’ADN. Tandis que des échantillons de ce dernier ont été obtenus même à partir de vestiges de 2 millions d’années (au Groenland), l’ARN enregistré représente le record établi grâce à l’analyse des restes de Yuka.
Le DNA et l’ARN sont tous deux des acides nucléiques, mais présentent des différences substantielles, en plus de la dégradabilité mentionnée. L’ADN (abréviation de acide désoxyribo-nucléique) contient l’information génétique, est localisé dans le noyau et les mitochondries, a une structure en double hélice (découverte par James Watson avec Francis Crick et Rosalind Franklin), et ses bases azotées sont Adénine (A), Guanine (G), Cytosine (C) et Thymine (T); l’ARN, abréviation de acide ribonucléique, a pour fonctions principales la traduction de l’information contenue dans l’ADN pour la production des protéines et la régulation de l’expression génique. Sa structure est en filament simple, et il se trouve dans le noyau et le cytoplasme, avec l’Uracile (U) comme base azotée à la place de la Thymine. Les auteurs de l’étude expliquent qu’avec des techniques de séquençage, il n’est pas possible d’obtenir des informations directes sur l’identité des tissus, les dynamiques de l’expression génique ou la régulation transcriptionnelle à partir de l’ADN des animaux préhistoriques, car ceux-ci sont codifiés dans la fraction d’ARN. C’est pourquoi l’exemplaire prélevé sur Yuka et d’autres mammouths est si précieux.
Comme indiqué, l’expression génique observée chez ce jeune spécimen révèle un stress métabolique au niveau musculo-squelettique, qui est probablement survenu peu de temps avant sa mort, suite à une possible agression de prédateurs. Fait intéressant, dans le passé, on pensait que Yuka avait été tué par des humains pour sa viande, cela en raison de l’observation de coupures compatibles avec des outils en pierre. L’ARN peut s’avérer particulièrement utile pour comprendre ce qui s’est passé au moment de la mort de l’animal.
“L’ARN peut nous indiquer quels gènes ont été ‘activés’ dans un tissu donné au moment de la mort. L’activité de l’ARN est ce qui rend les différents types de cellules distincts. Toutes les cellules partagent le même ADN, donc ce qui les différencie est quels gènes sont activés. Ainsi, le rétablissement de l’ARN nous informe sur les gènes qui étaient actifs dans des tissus spécifiques, fournissant des informations sur la biologie des animaux éteints”, a souligné un professeur à IFLScience. En effet, l’extraction de l’ARN pourrait mener à des découvertes fascinantes sur la vie et les caractéristiques de la faune préhistorique. Les détails de la recherche intitulée “Ancient RNA expression profiles from the extinct woolly mammoth” ont été publiés dans Cell.