Период полураспада ДНК составляет 521 год

Некоторые ученые полагали, что ДНК динозавров могла сохраниться до наших дней, но о периоде распада генетического материала до сих пор никто ничего не знал. Результаты недавно проведенного исследования образцов ДНК, полученных из ископаемых останков, найденных в Новой Зеландии, разрешили сомнения и разрушили мечту ученых клонировать тираннозавра.

После гибели клетки ферменты начинают разрушать связи между нуклеотидами, формирующими нить ДНК, а микроорганизмы ускоряют этот процесс. Однако, в конечном счете, считается, что разрушение большинства связей происходит из-за химических реакций с водой. Поскольку подземные воды распространены повсеместно, теоретически молекулы ДНК, находящиеся в ископаемых останках костей, должны разрушаться с постоянной скоростью.

Определить эту скорость было трудно, поскольку очень редко удавалось найти ископаемые останки, содержащие достаточное количество ДНК для проведения сравнительных исследований. Изменяющиеся условия окружающей среды, такие как температура, микроорганизмы и оксигенация, также влияют на скорость разрушения остатков ДНК, что еще больше усложняет решение этой задачи.

Недавно палеогенетики под руководством Мортона Аллентофта (Morten Allentoft) из Университета Копенгагена (University of Copenhagen, Дания) и Майкла Брюнса (Michael Bunce) из Университета Мардока (Murdoch University, Австралия) исследовали 158 образцов ДНК, полученных из костей конечностей, принадлежавших трем видам вымерших гигантских птиц моа. Возраст останков костей, найденных на расстоянии 5 км друг от друга, составил от 600 до 8 тыс. лет. Важно, что останки хранились в приблизительно идентичных условиях окружающей среды, включая температуру, составившую 13,1 ºC. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B [1].

Сравнив возраст образцов и степень деградации ДНК, ученые подсчитали, что период полураспада ДНК составляет 521 год. Это означает, что через 521 год половина связей между цепочками нуклеотидов в образце ДНК будет разрушена.

Исследовательская команда считает, что даже в идеальных условиях хранения костей при температуре −5 ºC генетический материал полностью распадется через 6,8 млн. лет. Уже через 1,5 млн. лет прочитать ДНК будет невозможно, поскольку оставшиеся фрагменты будут слишком короткими для получения значимой информации.

«Это подтверждает широко распространенное мнение, что остатки ДНК динозавров и древних насекомых, находящихся в янтаре, являются неполноценными», - говорит Саймон Хо (Simon Ho), специалист в области вычислительной эволюционной биологии из Университета Сиднея (University of Sydney, Австралия). По словам Хо, возраст ископаемых останков динозавров во много раз превышает критическое значение в 6,8 млн. лет и составляет более 65 млн. лет.

Проводя исследование, ученые использовали очень простые математические методы, однако множество вопросов по-прежнему остаются не разрешенными.

«Мне очень интересно увидеть, как эти результаты можно будет перенести на трудные условия окружающей среды, например, на вечную мерзлоту», - говорит Майкл Кнапп (Michael Knapp), палеогенетик из Университета Отаго (University of Otago, Новая Зеландия).

Ученые также обнаружили, что различия в возрасте костей моа ответственны лишь за 38,6% расхождений в степени разрушения образцов ДНК. По словам Брюса, ученые изучают другие факторы, влияющие на разрушение ДНК. По его мнению, условия хранения ископаемых останков после раскопок, химический состав почвы, в которой они были найдены, и даже время года, когда животное погибло, являются наиболее вероятными факторами, влияющими на этот процесс.

Палеогенетик Мортон Аллентофт (Morten Allentoft) использовал кости вымерших птиц моа, чтобы определить период полураспада молекулы ДНК. (фото: M. Møhl)

По материалам NatureNews

Оригинальная статья: Nature doi:10.1038/nature.2012.11555

Литература:
1. Allentoft, M. E. et al. Proc. R. Soc. B (2012).