Период полураспада ДНК составляет 521 год

Некоторые исследователи берут на себя смелость утверждать, что и сегодня можно выделить ДНК динозавров, ведь никто не знает, сколько времени уходит на распад генетического материала…

Точнее, не знал, ибо изучение окаменелостей из Новой Зеландии позволило приблизительно установить период полураспада ДНК и окончательно развеяло надежды на клонирование тираннозавра.

После гибели клетки ферменты начинают разрушать связи между нуклеотидами, формирующими основу ДНК. Распад ускоряют микроорганизмы, а в долгосрочной перспективе за деградацию большинства связей отвечает вода. Подземные воды повсеместны, поэтому ДНК в костях, по идее, должна распадаться с возрастающей скоростью.

Определить эту скорость оказалось трудным делом, ибо редко удаётся найти большое количество ДНК-содержащих окаменелостей, которые позволили бы провести сравнение. Что ещё хуже, на темпы распада влияют переменные окружающей среды: температура, степень биохимической активности микроорганизмов, показатель оксигенации и пр.

Но палеогенетики под руководством Мортена Аллентофта из Копенгагенского университете (Дания) и Майкла Банса из Университета Мёрдока (Австралия) смогли получить в своё распоряжение 158 ДНК-содержащих костей ног, принадлежавших трём видам вымерших гигантских птиц моа. Останкам было от 600 до 8 000 лет, их нашли на трёх участках в пределах 5 км друг от друга, и впоследствии они хранились почти в идентичных условиях при температуре 13,1 ˚C.

Сравнив возраст и степень деградации генетического материала костей, исследователи подсчитали, что период полураспада ДНК составляет 521 год. Иными словами, за это время уничтожается половина связей между нуклеотидами, затем распадается половина оставшихся, и так далее.

Учёные полагают, что даже при температуре, идеальной для сохранения генетического материала (−5 ˚C), каждая связь будет разрушена максимум за 6,8 млн лет (при отрицательной температуре период полураспада ДНК может достигать 158 тыс. лет). В реальности же ДНК перестаёт быть читаемой гораздо раньше: достаточно примерно 1,5 млн лет, чтобы нити ДНК стали слишком короткими и перестали давать осмысленную информацию.

Поэтому разговоры о том, что хорошо бы выделить ДНК динозавров или насекомых, попавших в янтарную ловушку, можно прекратить.

В то же время ряд специалистов хотел бы взглянуть на аналогичные исследования окаменелостей из вечной мерзлоты, ведь очевидно, что кости, хранившиеся при других условиях, могут дать иной результат. Действительно, анализ останков моа показал, что различия в возрасте отвечают лишь за 38,6% расхождений в степени деградации ДНК. Очевидно, на скорость влияют и условия хранения образца после раскопок, и химический состав почвы, и даже время года, в которое скончалось животное.

Самая старая ДНК на сегодня принадлежит насекомым и растениям, найденным во льдах возрастом от 450 до 800 тыс. лет.

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B (ссылка заработает через несколько дней).

Подготовлено по материалам Nature News.

Некоторые исследователи берут на себя смелость утверждать, что и сегодня можно выделить ДНК динозавров, ведь никто не знает, сколько времени уходит на распад генетического материала…

Точнее, не знал, ибо изучение окаменелостей из Новой Зеландии позволило приблизительно установить период полураспада ДНК и окончательно развеяло надежды на клонирование тираннозавра.

После гибели клетки ферменты начинают разрушать связи между нуклеотидами, формирующими основу ДНК. Распад ускоряют микроорганизмы, а в долгосрочной перспективе за деградацию большинства связей отвечает вода. Подземные воды повсеместны, поэтому ДНК в костях, по идее, должна распадаться с возрастающей скоростью.

Определить эту скорость оказалось трудным делом, ибо редко удаётся найти большое количество ДНК-содержащих окаменелостей, которые позволили бы провести сравнение. Что ещё хуже, на темпы распада влияют переменные окружающей среды: температура, степень биохимической активности микроорганизмов, показатель оксигенации и пр.

Но палеогенетики под руководством Мортена Аллентофта из Копенгагенского университете (Дания) и Майкла Банса из Университета Мёрдока (Австралия) смогли получить в своё распоряжение 158 ДНК-содержащих костей ног, принадлежавших трём видам вымерших гигантских птиц моа. Останкам было от 600 до 8 000 лет, их нашли на трёх участках в пределах 5 км друг от друга, и впоследствии они хранились почти в идентичных условиях при температуре 13,1 ˚C.

Сравнив возраст и степень деградации генетического материала костей, исследователи подсчитали, что период полураспада ДНК составляет 521 год. Иными словами, за это время уничтожается половина связей между нуклеотидами, затем распадается половина оставшихся, и так далее.

Учёные полагают, что даже при температуре, идеальной для сохранения генетического материала (−5 ˚C), каждая связь будет разрушена максимум за 6,8 млн лет (при отрицательной температуре период полураспада ДНК может достигать 158 тыс. лет). В реальности же ДНК перестаёт быть читаемой гораздо раньше: достаточно примерно 1,5 млн лет, чтобы нити ДНК стали слишком короткими и перестали давать осмысленную информацию.

Поэтому разговоры о том, что хорошо бы выделить ДНК динозавров или насекомых, попавших в янтарную ловушку, можно прекратить.

В то же время ряд специалистов хотел бы взглянуть на аналогичные исследования окаменелостей из вечной мерзлоты, ведь очевидно, что кости, хранившиеся при других условиях, могут дать иной результат. Действительно, анализ останков моа показал, что различия в возрасте отвечают лишь за 38,6% расхождений в степени деградации ДНК. Очевидно, на скорость влияют и условия хранения образца после раскопок, и химический состав почвы, и даже время года, в которое скончалось животное.

Самая старая ДНК на сегодня принадлежит насекомым и растениям, найденным во льдах возрастом от 450 до 800 тыс. лет.

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B (ссылка заработает через несколько дней).

Подготовлено по материалам Nature News.