L'ARN d'un mammouth laineux exceptionnellement bien conservé nous ouvre une fenêtre sur l'activité génétique d'un animal décédé il y a près de 40 000 ans.
La peau et les muscles de la jambe avant gauche de Yuka sont exceptionnellement bien préservés
Un mammouth laineux gelé dans le pergélisol sibérien pendant près de 40 000 ans a produit le plus ancien ARN du monde.
Le spécimen, découvert en 2010 et surnommé Yuka, est considéré comme le mammouth laineux le mieux conservé (Mammuthus primigenius) jamais trouvé. On pensait à l'origine que Yuka était une jeune femelle décédée, peut-être après avoir été attaquée par des lions des cavernes, entre 6 et 8 ans.
Les scientifiques ont déjà pu récupérer l’ADN de nombreux mammouths laineux, dont certains ont plus d’un million d’années. La reconstruction de leur génome a fait naître l’espoir qu’un jour ces espèces – ou des animaux génétiquement modifiés qui ressemblent à des mammouths – pourraient être ramenées à la vie grâce au génie génétique.
L'ADN code les instructions génétiques permettant de fabriquer des protéines chez tous les animaux. Lorsqu’un gène particulier est activé, le code de l’ADN est transcrit dans une autre molécule appelée ARN. L’ARN est beaucoup moins stable que l’ADN et se dégrade généralement quelques heures après la mort.
Jusqu’à présent, le plus ancien ARN jamais découvert provenait d’un loup préservé dans le pergélisol sibérien il y a plus de 14 000 ans. Aujourd'hui, Love Dalén de l'Université de Stockholm en Suède et ses collègues ont réussi à extraire l'ARN de l'une des jambes de Yuka, soit presque le triple du record précédent.
L’équipe a utilisé les mêmes techniques que celles utilisées pour obtenir des échantillons d’ARN à partir de spécimens frais et modernes, mais les a légèrement modifiées pour récupérer des molécules beaucoup plus petites et plus anciennes.
« Yuka est exceptionnellement bien conservée », explique Dalén. « Le spécimen a probablement subi une congélation rapide et un enfouissement à long terme dans le pergélisol, comme en témoigne la préservation du tissu musculaire et de la fourrure laineuse. Cela augmente considérablement les chances de préservation de l'ARN. »
Cependant, le fait que Yuka ait été autorisé à décongeler brièvement pendant le transport depuis l'endroit où les restes ont été découverts dans le nord-est de la Sibérie jusqu'à Iakoutsk a joué contre l'équipe. « Notre hypothèse était que tout ARN véritablement ancien encore présent dans nos échantillons serait dégradé et fragmenté en petits morceaux », explique Dalén.
L’équipe a dû prendre des précautions exceptionnelles pour préserver tous ses échantillons d’une détérioration supplémentaire et également empêcher toute contamination. « Nous avons utilisé de l'azote liquide pour broyer les échantillons, ainsi que des matériaux stériles, une atmosphère d'air filtré, des combinaisons de protection et un environnement de laboratoire contrôlé pour éviter toute source de contamination externe moderne dans nos données de séquençage », explique-t-il.
Le séquençage de l’ARN peut donner une indication sur les gènes qui étaient activés au moment où l’animal est mort. Dans l'ARN que l'équipe a isolé du muscle et de la peau de Yuka, ils ont trouvé des signes d'activité génétique liés au métabolisme musculaire et au stress cellulaire – ce qui concorde avec l'idée selon laquelle Yuka est morte lors d'une attaque de lion des cavernes.
L’une des grandes surprises a été que, grâce à une combinaison d’analyses d’ADN et d’ARN, l’équipe est désormais certaine que Yuka était en réalité un homme. «Je suis là depuis assez longtemps pour savoir que ces choses se produisent», déclare Dalén. « Yuka est bien conservé pour avoir 40 000 ans, mais n'est pas complètement intact, il n'est donc pas toujours facile de sexer morphologiquement un individu. »
Les chercheurs ont également recherché des virus à ARN tels que la grippe et les coronavirus, mais n’ont rien trouvé d’intéressant. « Mais je pense que nous verrons à l'avenir plusieurs études sur les virus à ARN de la période glaciaire », déclare Dalén. « Il existe, par exemple, des carcasses d’oiseaux du Pléistocène qu’il serait très intéressant d’étudier en ce qui concerne la grippe aviaire. »
Les séquences d'ARN récupérées dans l'étude ne sont pas directement pertinentes pour provoquer la désextinction des mammouths, explique Dalén, conseiller scientifique de Colossal Biosciences, la société qui a affirmé plus tôt cette année avoir ramené le loup terrible de l'extinction. Mais l’étude peut fournir des informations utiles sur les gènes importants pour le développement de certains traits, dit-il. « Les profils d'ARN des mammouths pourraient à l'avenir nous indiquer comment certains traits, comme les poils de mammouth, étaient contrôlés génétiquement. »
Merlin Crossley, de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud à Sydney, affirme que l'obtention d'un ARN aussi ancien est une réussite remarquable, mais que les résultats ne nous disent pas grand-chose sur la biologie du mammouth. « C'est un peu comme piloter un avion léger sous le pont Harbour Bridge de Sydney », dit-il. « C'est une prouesse technique impressionnante, mais je ne suis pas sûr de ce que nous en avons appris. »
Crossley pense que, même si des échantillons d’ARN plus anciens pourraient être découverts à l’avenir, l’équipe est proche de la limite extrême de la durée de survie de l’ARN. Il dit qu'il est également peu probable que des informations utiles soient obtenues auprès d'autres mammouths, car les spécimens comme Yuka sont très rares.
