首次从灭绝动物身上提取到RNA！复活古生物曙光乍现？

作者：陈佳君

一直以来，科学家都渴望能够从古老的生物样本中提取RNA。但这个愿望要比想象中的艰难得多。2023年9月，在一篇发表于《基因组研究》杂志上的论文中，研究人员终于首次成功地从一种已灭绝的动物，也就是袋狼的标本中提取了RNA，并对RNA进行测序。

收藏于博物馆中的袋狼标本。（图/Emilio MármolSánchez (photograph) and Panagiotis Kalogeropoulos.）

非凡的物种

袋狼（Thylacinus cynocephalus），是一种食肉的有袋类动物，它的下巴可以张开超过80度的角度。它看起来有点像狗，但由于它茶色的皮毛上部分附有条状的、像老虎一样的斑纹，所以也被称为塔斯马尼亚虎（Tasmanian tiger）。

作为一种位于食物链顶端的凶猛动物，袋狼曾经遍布在澳大利亚。但不幸的是，在19世纪，它们经常遭到人类的猎杀。到了19世纪末，每杀死一只成年袋狼，就能得到相应的赏金，这导致了袋狼的数量不断地减少。1936年，最后一只为人所知的袋狼死于澳大利亚塔斯马尼亚州的一家动物园。

DNA vs RNA

近年来，一些科学家已经成功地绘制了袋狼的基因图谱。但这些研究都基于DNA，而非RNA。像DNA一样，RNA也可以携带遗传信息，并且在生物体内承担着很多其他功能。但与DNA的常见的双链形式不同，RNA通常是以单链形式存在的。相对来说，DNA是比较稳定的，科学家可以从生活在一百多万年前的已灭绝古生物体内提取出古DNA；但RNA就不太稳定，而且在自然界中存在很多能够分解RNA的酶，这使得想要从早已死亡的组织中提取RNA变得异常困难。

为什么需要提取RNA呢？这是因为RNA能够为研究人员提供有关灭绝物种迄今为止尚未被探索的附加信息，比如细胞的种类不同时，就会有着不同的信使RNA，RNA还会参与到很多基因的调控机制中。

RNA序列

在新的研究中，研究人员分析了保存在斯德哥尔摩自然历史博物馆中的袋狼标本。这个标本在室温条件保存了一个多世纪。研究人员从中提取了三个肌肉样本和三个皮肤样本，每个样本的重量约为80毫克。

考虑到标本的年龄和保存状态，研究人员预计可能存在于组织基质中的历史RNA序列具有明显的碎片化。因此，他们使用了针对小RNA分子的RNA提取方案，对获得的六个组织样本中的每一个进行提取。

研究人员分别从这些样本中提出并纯化出了8190万和2.236亿个RNA片段。在去除重复序列和非常短的序列后，他们从肌肉组织中鉴定出150万个RNA序列，从皮肤组织中鉴定出280万个RNA序列。

他们还根据皮肤和肌肉组织中的RNA，辨别出这些不同组织类型之间的差异。不出所料，皮肤样本中含有高水平的与角蛋白（皮肤、头发和指甲中的蛋白质）相关的RNA，而肌肉样本中含有高水平的肌纤维蛋白（如肌动蛋白和肌球蛋白）相关的RNA。

重要意义

毫无疑问，这是一项非凡的成就，因为提取古RNA的难度非常大，尤其是这个标本是在室温下保存的，而非保存于无菌或冷冻条件下。这次的研究结果具有几个重大的意义：

一、这些发现在一定程度上改变了研究人员看待大量收藏在博物馆中的标本的方式；

二、研究人员还检测到了RNA病毒的痕迹，为研究古病毒打开了大门；

三、这项研究为古RNA测序技术的发展注入了全新的活力。未来，当古RNA技术越来越成熟之后，就可以通过将DNA和RNA测序结合起来，从而开创古遗传学的新时代；

四、这次的研究结果不仅为袋狼生物学提供了新的线索，而且还有可能为复活袋狼提供信息。

尽管，我们在短时间内还无法看到灭绝动物被复活，但我们可以期待在不久的将来，研究人员也能够从数万年前的猛犸象样本中提取出RNA，而这也将为复活猛犸象带来全新的希望。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者：原理

审核：叶盛 北京航空航天大学教授

出品：中国科协科普部

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