Pasaron 52 mil años tras su muerte en Siberia y, sin embargo, sus restos fósiles aún estuvieron lo suficientemente “frescos” como para revelar secretos genómicos que parecían imposibles.
En 2024, un grupo internacional de científicos logró obtener, por primera vez, cromosomas fósiles de un mamut lanudo y, con ello, la estructura tridimensional de su genoma, algo que sólo se había hecho con especies que aún viven en este planeta. Se trata de un avance en paleogenómica que poco, o nada, tiene que ver con la debatible excentricidad de revivir un mamut –tema al que regresaremos más adelante–; en cambio, su impacto reside en la ventana que se abre para conocer el pasado de la vida en el planeta e incluso para preservar aquella al borde de la extinción.
El hallazgo de la mamut analizada es importante más allá de la paleontología, puesto que resultó brindar la pieza que muchos científicos estaban buscando para realizar el verdadero descubrimiento: la técnica para reconstruir ADN fósil sin necesidad de uno de referencia –en el caso del mamut anteriormente se ha utilizado el de elefante para llenar esos huecos en el ADN. Ahora, los científicos tienen una herramienta con la que pueden obtener esta estructura 3D del genoma en especies fósiles y saber cómo funcionaban e interactuaban sus genes antes de extinguirse.
Este hallazgo es resultado de una investigación de cerca de una década, en la que colaboraron medio centenar de científicos de tres grupos de Dinamarca, España y Estados Unidos. La mexicana Marcela Sandoval Velasco es coautora principal del estudio “La arquitectura tridimensional del genoma persiste en una muestra de piel de mamut lanudo de 52.000 años de antigüedad”, publicado en julio pasado en la revista Cell y que detalla los resultados.
La científica inició su colaboración en la investigación como posdoctorante de Tom Gilber, prestigiado investigador en paleogenómica de la Universidad de Copenhague; actualmente es investigadora del Centro de Ciencias Genómicas (CCG) de la UNAM. La investigadora explica algunos detalles del hallazgo y cómo es que la física de la cecina que se hace en Yecapixtla, en el estado mexicano de Morelos y en el resto del mundo revela ser posible hallar muestras de ADN viables para su reconstrucción, aunque hayan pasado miles de años –otro tema al que regresaremos más adelante.
Entre Gatos y Lobos Momificados
La investigación del grupo de Gilber y Sandoval partía de la pregunta: ¿cómo recuperar ADN antiguo de especies extintas para tratar de reconstruir un genoma completo desde cero?
En los primeros años de la investigación en Copenhague, relata la científica, no estudiaban mamuts en su investigación y buscaban reconstruir ADN con otros de referencia. Fue entre 2014 y 2015 que en el área genómica se desarrolló una técnica de análisis llamada Hi-C, que captura la conformación de cromatina y que permite recuperar la estructura 3D del genoma.
“Queríamos ver si podíamos aplicar esta tecnología a muestras antiguas, algo que no se había intentado y que en teoría no iba a funcionar. Para ello teníamos que hacer diferentes modificaciones al método, ya que sólo se había utilizado en líneas celulares: células y ADN de alta calidad extraído de células en un laboratorio”, explica Sandoval.
Realizaron modificaciones a protocolos utilizando muestras de especies de museos: gatos, lobos, venados y otras especies momificadas o deshidratadas, en etanol o formaldehido, en busca de pistas sobre qué tipo de preservación era mejor para obtener información viable. Fueron años de prueba y error de los experimentos en Copenhague; en 2017 se sumó el grupo del Baylor College of Medicine de Houston, que usaban Hi-C, pero con muestras no degradadas.
Fue en 2018 que el explorador y científico sueco Love Dalén proporcionó al grupo las muestras de mamut, cuya preservación era magnífica y valía la pena probar en el protocolo experimental en el ahora diseñado “Paleo Hi-C”. También proporcionó muestras de león de las cavernas y de un rinoceronte lanudo, relata la universitaria.
“Hicimos los experimentos, generamos los datos y ¡kaboom!, empezamos a recuperar información suficiente para reconstruir lo que llamamos en el artículo ‘cromosomas fósiles’”.
En los últimos 40 años se habían realizado avances en paleogenómica comparando el ADN de referencia, pero los científicos nunca pensaron que podían estudiar la estructura tridimensional del genoma, que es otro nivel de organización arquitectónica, enfatiza la científica, con cromosomas dentro del núcleo, que tienen toda relación con la regulación del genoma: qué partes y genes están activos o inactivos bajo cierta circunstancia. “Eso nos dice cómo las especies reaccionan al ambiente, sus procesos adaptativos e inmunológicos, entre otros”.
Es de esta manera que los científicos develaron el funcionamiento de los genes relacionados con el crecimiento del pelo del mamut y sobre su sistema inmune, información vinculada con el fragmento de piel analizado. Esta herramienta “nos da una ventana a información biológica del pasado que antes no teníamos para entender la regulación de los procesos genómicos biológicos”.
Cecina y vitrificación
Pero esta técnica no es específica para analizar mamuts lanudos de hace 52 mil años ni fauna del Pleistoceno, puntualiza la académica de la UNAM, puesto que permitirá estudiar especies presentes en la Tierra, de las que es difícil recuperar muestras frescas y ADN de alta calidad, que son muchas, debido a que su medio ambiente está cada vez más degradado, apunta. Además, con el desarrollo de las adecuaciones necesarias, esta técnica abre la puerta para realizar estudios de cualquier organismo resguardado en colecciones de museos. La clave para esto no es hallar muestras en permafrost –como la mamut de Dalén–, sino buscar “rastros de cecina”.
Para entender cómo se mantuvo este proceso de preservación genómica, los científicos hallaron en el fenómeno llamado “vitrificación” la mejor explicación. En éste, las moléculas se deshidratan de una manera en que todo se queda como petrificado, se degradan a menor velocidad y quedan estáticas. En este caso 52 mil años, dice Sandoval.
“Es información que se puede recuperar de muchas muestras a diferentes temperaturas. Esperamos que la técnica sea aplicable, es cuestión de probar diferentes muestras y adecuar experimentalmente las herramientas para recuperar genomas de muchos organismos sin importar su procedencia”. Los científicos no sabían que esta era una posibilidad hasta que combinaron la herramienta tecnológica con la muestra de este mamut siberiano.
Revivir especie extintas
El genoma del mamut es uno de los primeros reconstruidos por la paleogenómica (2008) a partir de la información genética del elefante. Desde entonces, los científicos han estudiado aspectos individuales, poblacionales y geográficos (habitaba toda la Tierra en el Pleistoceno), refiere Marcela Sandoval. “Es una especie importante, no sólo porque es preciosa e icónica, sino porque nos puede decir mucho de estos momentos en que ocurrieron cambios climáticos que provocaron extinciones y dieron lugar a la biodiversidad de hoy”.
Los estudios actuales, añade la especialista del CCG-UNAM, han permitido analizar ciertos genes a detalle que no actúan de igual forma en los elefantes. Uno se relaciona con el crecimiento folicular, que está expresado diferencialmente entre ambos paquidermos; otro más refiere que tenían un sistema inmune diferenciado, lo cual da pie a hipótesis y teorías de adaptación que ayudaría a explicar por qué se extinguieron. “Los cambios en estos genes nos pueden empezar a explicar por qué estas especies eran como eran”.
Trabajar en el estudio de ADN antiguo a través de muestras de mamut no era el objetivo de los científicos, como tampoco la búsqueda de clonar esta especie en nuestra era, enfatiza Sandoval, ante la perspicacia superficial y ficticia que se pueda interpretar de esta investigación.
“Nunca se realizó con esta perspectiva en mente, de la resurrección de esta o ninguna especie; no es del interés personal ni colectivo del grupo de investigación (…) No soy partidaria de que la ciencia se utilice para ello, menos en una especie extinta que no sobreviviría a las condiciones presentes, es absurdo; hay muchas opiniones y razonamientos a favor y en contra, hay quienes sí lo buscan. Lo que me parece más importante es preservar la biodiversidad que tenemos hoy en día y usar la ciencia que generamos para entender el pasado y evitar futuras extinciones”.
No obstante, existen otros grupos de investigación en el mundo que sí tienen esa pretensión. De cualquier manera, la tecnología aún está muy lejos de crear “parques jurásicos” o del Pleistoceno, enfatiza.
Esta investigación ha recabado información sobre un pequeño pedazo de tejido de piel, pero todos los órganos y células tienen una regulación diferente del genoma, explica. “Ahora sabemos más sobre el genoma de la piel del mamut”. Los científicos hallaron 800 genes expresados diferenciados entre mamut lanudo y elefante asiático, aspectos sobre su piel y sistema inmune, sin embargo, para la resurrección de todo un organismo se tienen que conocer el resto de sus regulaciones genómicas.
“Espero que sigamos estando lejos tecnológicamente de lograr algo así y que mejor enfoquemos nuestros esfuerzos en preservar lo que tenemos, puesto que la degradación de la biodiversidad avanza a pasos agigantados en todo el mundo”.
