Reconstrueixen en 3D el genoma d'un mamut llanut de 52.000 anys: tornaran a trepitjar Sibèria?

En Marc Martí-Renom encara guarda el missatge al seu mòbil. “Ho tenim! És real, sí que ha funcionat!”, enviava entusiasmat a la resta de l'equip el 4 de març del 2020, poc abans que el món s'aturés per culpa de la covid. Era al Centre Nacional d'Anàlisi Genòmica (CNAG), a Barcelona, amb els també investigadors Juan Antonio Rodríguez i Marcela Sandoval, que tot just havia arribat des de Copenhaguen per contribuir a l'anàlisi de dades del projecte. Poc després d'enviar la bona nova, i sense gairebé temps d'assaborir-la, va haver de córrer cap a l'aeroport per tornar a Dinamarca abans no tanquessin l'espai aeri. L'equip de científics feia més de tres anys que feia experiments intentant obtenir el que mai ningú no havia pogut fer abans amb ADN antic. I aquell dimecres, en veure la imatge dels cromosomes plegant-se formant una mena d'origami genètic mil·lenari a la pantalla de Rodríguez, van saber que acabaven de fer història: havien descobert fòssils de cromosomes antics en les restes d'un mamut llanut que va morir a Sibèria fa 52.000 anys. Havien acomplert una fita sense precedents de la paleogenòmica.

Amb aquells fòssils havien sigut capaços de reconstruir per primer cop un genoma antic i també la seva estructura en 3D, és a dir, havien obtingut un mapa completíssim de l'ADN d'aquell animal extint que els mostrava quins gens estaven actius i quins no. “Conèixer l'estructura en 3D ens permet saber quins gens interaccionaven, una informació que fins ara no teníem, i ens dona una idea més realista de com vivia aquell mamut”, assenyala l'investigador ICREA Martí-Renom, líder del grup de Genòmica Estructural en el Centre Nacional d'Anàlisi Genòmica, així com en el Centre de Regulació Genòmica. Fent una analogia, obtenir l'estructura tridimensional “ens permet dir en quin ordre van les pàgines d'un llibre de què fins ara només teníem fulls individuals”, afegeix. Aquesta troballa es recull avui a la revista Cell.

El quid de la qüestió és com es plega l'ADN al nucli cel·lular, una doble hèlice que si poguéssim estirar, faria dos metres de llarg repartit en cromosomes. Aquest plegament, la forma que adopta, és diferent en funció del tipus de cèl·lula, i té un impacte fonamental en com la informació genètica es tradueix a instruccions, a funcions. Per això, tot i contenir el mateix ADN, les cèl·lules del cervell són diferents de les del fetge o els ossos. Gràcies a aquest origami, per exemple, i comparant el genoma del mamut amb el d'un parent viu ( l'elefant), els científics han pogut identificar quins gens van permetre que el mamut llanut s'adaptés millor al fred o li van conferir la capa de pèl. “No tan sols ens ensenyen quins gens estaven actius, sinó també per què”, rebla Martí-Renom, que afegeix que “això obre la porta a entendre millor per què es va extingir aquesta espècie de la megafauna”.

La fita també suposa una tímida passa més cap a una hipotètica tornada d’aquests animals a l’Àrtic en un futur, que és el que persegueix la companyia biotecnològica Colossal, que vol posar milers d’aquestes bèsties de nou a la tundra siberiana. La idea genera un enorme escepticisme en la comunitat científica. Així i tot, tres dels autors d’aquesta investigació són també assessors científics de Colossal.

Una història de pel·lícula

Les restes del mamut llanut van ser trobades en una expedició el 2017 per un científic i explorador suec en estret contacte amb Thom Gilbert, director del Centre d'Hologenòmica de Copenhaguen i un dels investigadors que ha liderat aquest descobriment, juntament amb el CNAG i el Baylor College de Medicina, als EUA. Gilbert sospitava que era possible recuperar els cromosomes fòssils si es trobava la mostra adequada, i va encarregar a l'explorador suec que la busqués. I així ho va fer: les restes del mamut estaven enterrades al permagel i per poder accedir-hi, l'expedició va haver d'anar tirant aigua calenta per desfer el gel i formar una mena de cova. Estaven en un estat de conservació excepcional, fins i tot encara mantenia els fol·licles del pelatge, lleugerament rogenc, que li recobria el cos, fet que li ha valgut que els científics li hagin posat el sobrenom de Chris Waddle, un futbolista anglès dels anys 80.

L'explorador suec, Love Dalén, va agafar un parell de mostres de teixit de darrere l'orella, d'un i mig centímetre, i les va enviar a Gilbert. Començava així una aventura en què han participat prop de 50 investigadors de tot el món, des de químics i físics fins a matemàtics, arqueòlegs o paleontòlegs, que han unit esforços durant nou anys. “Quan vam començar a observar els nuclis de les cèl·lules vam veure que estaven intactes, no s'havien perdut, i això obria la porta que hi hagués genoma estructural a dins. Els cromosomes eren allà”, afirma Martí-Renom. I també eren 28, el mateix nombre de cromosomes que tenen els elefants asiàtics i africans.

Fins ara es desconeixia que hi podia haver fòssils de cromosomes antics de milers d'anys d'antiguitat. Amb el pas del temps, es produeixen modificacions químiques que fan que l'ADN es fragmenti i que, quan es troben restes, només es puguin recuperar algunes paraules, continuant amb la metàfora del llibre, amb què els científics tracten de desxifrar-ne l'argument. Aleshores, com podia ser que fragments d'ADN de cromosomes antics haguessin sobreviscut 52.000 anys amb la seva estructura tridimensional intacta?

La resposta va venir de la indústria de l'alimentació. Els investigadors van veure que els teixits del mamut havien passat per un procés similar al de l'obtenció del pernil o la cecina, d'assecament i refredament ràpid, que el que fa és vitrificar la mostra i atrapar els fòssils de cromosomes. Al més pur estil americà, per corroborar aquesta hipòtesi, els investigadors van fer experiments amb carn seca de vedella que sotmetien a tota mena de maltractaments, des de passar-li per sobre amb un cotxe, a disparar-li amb un rifle, i van comprovar que tot i que la carn s'esmicolava en petits bocins, els cromosomes continuaven intactes. Per això els del mamut eren allà, 52.000 anys després, esperant a ser descoberts.

Ara els investigadors esperen poder aplicar el protocol i les tècniques que han desenvolupat per estudiar altres restes antigues, com ara mòmies egípcies, i restes d'altres espècies ja extintes, com tigres dent de sabre, o rinoceronts llanuts, moltes d'elles emmagatzemades als museus. “Són megafauna, un grup d'animals que era molt nombrós i que de cop i volta van desaparèixer. Poder trobar-ne els cromosomes fòssils permetria entendre per què”, apunta Juan Rodríguez, investigador del CNAG i del centre danès, i coautor de l'estudi. A més, afegeix Cynthia Pérez, investigadora del Centre d'Arquitectura Genòmica i de la Universitat Rice (EUA), obtenir aquest material genètic “ens permet establir correlacions entre el passat i el present, i fer llum sobre el futur. Ens aporta noves oportunitats per contestar preguntes sobre com afecta el canvi climàtic a la biodiversitat”.

Plistocè park?

Aquesta troballa alimenta la idea de ressuscitar els mamuts, com pretén Colossal Biosciences, i fer-los campar de nou per la tundra siberiana. També nodreix projectes com ara construir a Sibèria un parc del Plistocè. Al final “volen fer una desextinció”, explica Rodríguez, tornar a la vida fauna extinta, com el dodo i sobretot els mamuts llanuts, amb l'excusa que poden tenir un paper important per combatre el canvi climàtic. “[Colossal] ja han fet un primer pas en aquest sentit, generant una cèl·lula mare d'elefant, que després podran modificar introduint-hi informació del mamut”, assenyala aquest investigador, que destaca les nombroses repercussions ètiques del projecte.