Um mamute-lanudo de há quase 40 000 anos deu-nos um feito científico inédito: ARN antigo

Um mamute-lanudo que viveu e morreu há quase 40 000 anos acabou por oferecer, milénios depois, uma estreia extraordinária para a ciência.

A partir de pele e músculo de um mamute (Mammuthus primigenius) chamado Yuka - cujos restos ficaram notavelmente conservados no pergelissolo siberiano - uma equipa de investigadores conseguiu sequenciar ARN antigo com uma idade quase três vezes superior à do anterior recorde de ARN antigo, obtido de um cachorro de lobo com cerca de 14 300 anos.

Porque o ARN é tão difícil de preservar (mamute-lanudo, ARN e ADN)

Até aqui, nem sequer era claro que isto pudesse ser alcançado. O ARN degrada-se, em regra, muito mais depressa do que o ADN, pelo que a sobrevivência de fragmentos suficientemente íntegros para serem sequenciados ao longo de dezenas de milhares de anos é, no mínimo, surpreendente.

A razão pela qual este resultado entusiasma tanto vai além do recorde temporal: o ARN está ligado à activação dos genes, o que abre uma janela directa para a biologia “em funcionamento” de um mamute-lanudo - algo a que os cientistas simplesmente não tinham acesso através do ADN.

Segundo o genómico Emilio Mármol‑Sánchez, primeiro autor do estudo (na altura na Universidade de Estocolmo, na Suécia), o ARN permite obter prova directa de que genes estavam “ligados”, oferecendo um vislumbre dos derradeiros momentos de vida de um mamute que caminhou pela Terra durante a última Idade do Gelo. É um tipo de informação que o ADN, por si só, não consegue fornecer.

Nos últimos anos, a recuperação e a sequenciação de ADN antigo avançaram a um ritmo impressionante; o ADN mais antigo sequenciado até ao momento foi obtido a partir de sedimentos congelados na Gronelândia, com cerca de 2 milhões de anos. O ARN, porém, tem uma “validade” muito mais curta, o que torna a sua preservação em restos antigos bastante menos provável.

Uma forma simples de compreender esta diferença é imaginar o ADN como um livro de receitas: nele estão escritas as “receitas”, isto é, os genes. Já o ARN funciona como o mecanismo que executa essas receitas: copia uma receita específica, leva-a para onde é necessária e ajuda a “cozinhar” o resultado.

Depois de cumprir o seu papel, o ARN torna-se inútil e, para evitar a acumulação de moléculas sem função, tende a degradar-se rapidamente. Assim, enquanto o ADN antigo nos diz que genes um organismo possuía, o ARN antigo pode indicar que genes estavam a ser usados activamente pouco antes da morte - uma perspectiva rara sobre como esse organismo vivia.

Amostras do pergelissolo siberiano: 10 mamutes, um vencedor

O geneticista evolutivo Love Dalén, autor sénior e investigador do Centro de Palaeogenética, na Suécia, e a restante equipa suspeitavam de que alguns dos mamutes excepcionalmente bem preservados, recuperados recentemente do pergelissolo siberiano, poderiam ainda guardar vestígios de ARN antigo.

Para o testar, recolheram amostras de tecido de 10 mamutes, procederam à sequenciação e compararam os resultados com genomas humanos e de elefante. A maioria das amostras, contudo, não revelou ARN detectável. Na prática, apenas 3 dos 10 mamutes apresentaram fontes fiáveis de ARN antigo - e, em dois desses casos, os fragmentos eram demasiado pouco informativos para permitir uma análise detalhada.

Só um exemplar ultrapassou verdadeiramente esse limiar: Yuka, um vitelo macho de mamute-lanudo mumificado, que viveu e morreu há cerca de 39 000 anos e foi encontrado no pergelissolo siberiano em 2010. O ARN recuperado continuava fragmentado, mas havia material suficiente para reconstruir, em parte, o que o corpo de Yuka estava a fazer no momento da morte.

O que o ARN revelou sobre os últimos instantes de Yuka

Nos tecidos analisados, a equipa identificou ARN associado à contracção muscular e à regulação do metabolismo sob stress. O resultado encaixa com uma hipótese já avançada: um artigo de 2021, baseado em danos observados nos restos, sugeriu que Yuka teria sido atacado por leões-das-cavernas e teria fugido para uma zona lamacenta, onde acabou por morrer.

Este tipo de leitura funcional - sinais moleculares compatíveis com resposta ao esforço e ao stress - é precisamente o que torna o ARN tão valioso: em vez de apenas descrever o “inventário” genético, ajuda a inferir processos biológicos activos nas últimas fases de vida.

microARN e regulação genética em tempo real no Pleistocénico

O músculo de Yuka continha também ARN que não codifica proteínas, incluindo microARN. Algumas dessas moléculas exibiam mutações raras, o que ajudou a confirmar a sua origem no próprio mamute e não em contaminação moderna.

O biólogo molecular Marc Friedländer, da Universidade de Estocolmo e do Laboratório de Ciências da Vida, sublinhou que os ARN não codificantes - como os microARN - foram dos achados mais estimulantes: os microARN específicos de músculo encontrados nos tecidos de mamute constituem evidência directa de regulação génica a acontecer “em tempo real” no passado. Segundo os autores, é a primeira vez que algo deste género é conseguido.

Do ponto de vista metodológico, este tipo de trabalho exige cuidados extremos. Amostras antigas podem conter quantidades mínimas de material, e o ARN é particularmente sensível à degradação e à contaminação; por isso, procedimentos rigorosos de recolha, armazenamento, extracção e validação são determinantes para distinguir sinal biológico autêntico de ruído.

O que muda para a paleogenética e para os vírus da Idade do Gelo

Embora o processo tenha sido delicado e sugira que a sobrevivência do ARN em restos antigos é rara, o simples facto de ser possível representa um avanço substancial. Yuka pode ainda ajudar a definir um “modelo” de condições ideais para preservar ARN antigo, orientando os investigadores sobre quais os contextos e tipos de tecido mais promissores para futuras tentativas.

Além disso, este marco abre caminho para perguntas novas: por exemplo, como variavam as respostas ao frio, ao stress e ao metabolismo em diferentes espécies extintas, e de que forma esses padrões se relacionavam com ambientes glaciais. Ao cruzar perfis de ARN com dados de ADN e com evidência paleoecológica, torna-se plausível reconstruir aspectos da fisiologia com um grau de detalhe até agora inalcançável.

Dalén afirma que os resultados mostram que as moléculas de ARN podem persistir por muito mais tempo do que se pensava. Isso significa que, no futuro, poderá ser possível estudar que genes estavam “ligados” em vários animais extintos e, potencialmente, sequenciar vírus de ARN - como os da gripe e os coronavírus - preservados em restos da Idade do Gelo.

A investigação foi publicada na revista Cell.