撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

近日，Cell Press 官網(wǎng)頭條展示了一項關(guān)于古 RNA研究的新成果。

這項研究來自斯德哥爾摩大學(xué)， 論文題為： Ancient RNA expression profiles from the extinct woolly mammoth，于 2025 年 11 月 14 日在線發(fā)表于Cell期刊。

古 DNA技術(shù)徹底改變了我們對 200 萬年前到現(xiàn)在的已滅絕生物及現(xiàn)存生物的研究范式，不僅成功重建了多種已滅絕物種的基因組，還復(fù)原了其曾繁衍生息的生態(tài)系統(tǒng)。然而，現(xiàn)有 DNA 測序技術(shù)本身無法直接揭示組織特異性、基因表達(dá)動態(tài)或轉(zhuǎn)錄調(diào)控信息，因為這些功能主要編碼于 RNA 分子中。

該研究報道了 10 頭晚更新世的猛犸象的轉(zhuǎn)錄組譜，其中一具測年約為 3.9 萬年的猛犸象標(biāo)本，提供了足夠精細(xì)的轉(zhuǎn)錄信息以解析骨骼肌代謝相關(guān)的組織特異性調(diào)控機制和生物學(xué)功能，成為迄今發(fā)現(xiàn)的最古老的古 RNA 序列。該研究表明了 RNA 可以保存數(shù)萬年之久，有望變革已滅絕生物的研究方式，展示了突破既有認(rèn)知框架的古 RNA 分子研究潛力，構(gòu)建了跨時間維度驗證和解碼保存轉(zhuǎn)錄組的分析體系。

基于這些發(fā)現(xiàn)，我們可預(yù)見，未來將興起整合基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)的多維度古生物學(xué)研究。

RNA分子在細(xì)胞代謝中發(fā)揮著關(guān)鍵且多樣的作用，不僅承載編碼信息、合成功能性蛋白質(zhì)、調(diào)控基因表達(dá)，還可借助其催化特性促進(jìn)蛋白質(zhì)組裝和內(nèi)含子剪接。動態(tài)的轉(zhuǎn)錄變化不僅在不同發(fā)育階段塑造并調(diào)控細(xì)胞代謝，還能響應(yīng)環(huán)境刺激實現(xiàn)適應(yīng)性調(diào)節(jié)，同時精細(xì)調(diào)整基因組結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)模式。如此豐富的調(diào)控信息，無法僅通過基因組 DNA 直接獲取，而蛋白質(zhì)組學(xué)分析也只能捕獲其中部分動態(tài)過程。

已滅絕物種，因無法獲取新鮮 RNA 活體來源，在轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)恢復(fù)方面構(gòu)成了特殊挑戰(zhàn)。盡管古 DNA（aDNA）和古蛋白質(zhì)已證實在生物體死后具有相對穩(wěn)定性（某些情況下甚至可存留數(shù)百萬年之久），但 RNA 因易受核糖核酸酶快速降解而顯脆弱特性，除非死亡后立即固定處理，否則難以長期存留。

因此，盡管古 RNA（aRNA）研究曾在古遺傳學(xué)早期處于前沿領(lǐng)域，但相關(guān)成果至今仍較為有限。值得注意的是，科學(xué)界已成功利用福爾馬林固定石蠟包埋（FFPE）組織對“1918 西班牙流感”等歷史病毒 RNA 基因組進(jìn)行測序。此外，新近研究表明，通過對古代及近代動物標(biāo)本開展研究，可獲取足夠完整的 RNA 進(jìn)行測序，甚至可解析組織特異性基因表達(dá)模式。然而，即便已取得這些突破性進(jìn)展，但古 RNA 研究領(lǐng)域仍處于起步階段。

在這項新研究中，研究團(tuán)隊嘗試將古 RNA 研究拓展至已滅絕動物的古轉(zhuǎn)錄組領(lǐng)域——以標(biāo)志性物種長毛猛犸象為研究對象。通過繼承并拓展歷史標(biāo)本與古代樣本的研究經(jīng)驗，研究團(tuán)隊提出了古 RNA 分子分離的方法論框架。同時設(shè)計了涵蓋宏基因組學(xué)和宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合深度測序策略、序列比對方法以及針對古轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)特征的分析流程。這些分析手段充分納入古 RNA 分子固有的比對特性和片段化特征，可有效排除 DNA 污染源對基因豐度分析的干擾。同時，該研究提出了古 RNA 序列轉(zhuǎn)錄豐度、組織特異性及內(nèi)源性來源的判定標(biāo)準(zhǔn)。

應(yīng)用該體系分析猛犸樣本后，研究團(tuán)隊不僅從一個 3.9 萬年前的幼年猛犸象Yuka的標(biāo)本中鑒定出多個肌肉特異性 mRNA，還基于猛犸象來源的古 RNA 序列的基因表達(dá)證據(jù)，在猛犸象基因組組裝中發(fā)現(xiàn)了潛在的新型 miRNA 候選位點。

從西伯利亞永久凍土層中挖掘的 Yuka 的一條腿，其皮膚下保存狀態(tài)極佳，從而能夠從中恢復(fù)古 RNA 分子

該研究的核心發(fā)現(xiàn)：

• 晚更新世的猛犸象組織中保存有古 RNA 分子；

• 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)能夠?qū)π碌姆蔷幋a基因座進(jìn)行注釋；

• 組織特異性基因表達(dá)模式在時間的推移中得以保存；

• 古 RNA 表達(dá)譜揭示了已滅絕古生物的認(rèn)知盲區(qū)。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)01231-0