Ilmuwan Pertama Kali Temukan Fosil Kromosom Purba, Masih Utuh dan Tersusun Rapi dalam Kulit Mamut Berbulu Berusia 52.000 Tahun

Menurut hasil penelitian terbaru, para ilmuwan menemukan fosil kromosom purba dari kulit gajah purba atau mamut berbulu berusia 52.000 tahun. Ini pertama kalinya ilmuwan mengungkap jenis temuan seperti ini.

Kulit mamut tersebut digali dari lapisan es (permafrost) Siberia, yang ditemukan pada 2018 di desa Belaya Gora. Suhu beku di wilayah itu membantu mengawetkan struktur kromosom (struktur kecil seperti benang yang membawa materi genetik, atau DNA) dengan detail yang masih tersusun rapi, seperti dikutip dari CNN, Jumat (12/7).

Walaupun sampel DNA purba sering ditemukan sebelumnya, biasanya telah terpecah-pecah dan hanya berisi ratusan huruf kode genetik. Fosil kromosom ini mengandung jutaan kode genetik, memberikan gambaran yang jauh lebih lengkap tentang kode genetik hewan.

"Fosil kromosom belum pernah ditemukan sebelumnya." kata profesor genetika molekuler dan manusia di Baylor College of Medicine dan salah satu penulis studi, Erez Lieberman Iden.

Studi ini diterbitkan dalam jurnal Cell pada Kamis (11/7).

Dalam temuan sebelumnya, lanjut Aiden, pecahan kromosom atau DNA itu strukturnya kurang rapi.

"Di sini, fragmen-fragmennya sangat jelas tertata dalam 3D (tiga dimensi), pada dasarnya sama seperti kromosom asli pada mamut yang masih hidup," jelasnya.

Kromosom, yang menurut para peneliti adalah “fosil atau subfosil yang tidak termineralisasi,” berada dalam kondisi terawetkan yang cukup baik untuk menyusun genom, atau jumlah seluruh materi genetik, dari spesies yang punah, menurut Olga Dudchenko , asisten profesor genetika molekuler dan manusia di Baylor College of Medicine dan salah satu penulis pertama studi ini.

“Kami sangat yakin bahwa hal ini tidak hanya berlaku pada mamut atau mamut tertentu,” kata Dudchenko, yang juga peneliti senior di Pusat Fisika Biologi Teoretis di Universitas Rice, “tetapi pada dasarnya membuka bidang baru yang mempunyai potensi luar biasa.”

“DNA adalah molekul yang sangat, sangat panjang, dan begitu ia berada di sana setelah seekor hewan mati, ia mulai terdegradasi dan terpotong-potong menjadi potongan-potongan yang lebih pendek,” kata Dudchenko.

"Apa yang biasanya Anda harapkan adalah bahwa semua bagian ini akan mulai bergeser satu sama lain dan hanyut begitu saja, kehilangan organisasi mana pun yang ada di sana,” kata Dudchenko. “Tetapi yang jelas, dalam sampel khusus ini, hal itu tidak terjadi.”

Dudchenko menambahkan, hilangnya struktur ini disebut difusi, dan cara mencegahnya sudah diketahui oleh para ilmuwan pangan -

– dan tidak berbeda dengan pembuatan dendeng.

“Menahan difusi adalah kunci untuk mengawetkan makanan, jadi jika Anda ingin makanan tetap stabil dalam jangka waktu lama, pada dasarnya Anda memerlukan kombinasi dehidrasi dan pendinginan,” katanya. “Makanan apa pun yang disimpan di rak yang tidak dikalengkan kemungkinan besar berada dalam kondisi tertahan difusinya.”

Ketika mamut yang diambil sampel kulitnya mati, kondisinya mungkin tepat untuk memulai proses ini secara alami. “(Bangkai) bisa saja secara spontan menjalani prosedur yang sama dengan yang saat ini kita gunakan secara komersial,” kata Dudchenko, “menghilangkan sejumlah besar air, menahan difusi di dalam dan mengunci potongan-potongan kromosom di tempatnya, sehingga memungkinkan kita untuk membacanya 52.000 tahun setelah kejadian tersebut.”

Namun meski terpelihara dengan baik, DNA-nya tidak sepenuhnya utuh. “Setiap kromosom, yang awalnya satu molekul DNA, telah terfragmentasi menjadi jutaan molekul DNA,” kata Aiden melalui email. “Tetapi molekul-molekul tersebut tidak banyak bergerak, bahkan pada skala nanometer, itulah sebabnya kami menyebutnya sebagai fosil kromosom.”

Jika sampel ini adalah sebuah buku, kata Lieberman Aiden, ikatannya akan hilang, meninggalkan banyak halaman atau fragmen DNA yang tidak terikat. Difusi ibarat angin yang meniup halaman-halaman itu, sehingga tidak mungkin menyusunnya kembali. Namun dalam contoh ini, halaman-halamannya tidak pernah terhempas; semuanya tetap berada dalam tumpukan yang rapi, sama seperti sebelum ikatannya dilepas.

Dengan informasi genetik baru yang ditemukan dalam sampel kulit, para peneliti untuk pertama kalinya dapat menentukan bahwa mamut berbulu memiliki 28 pasang kromosom, sama seperti gajah modern.

Namun struktur tersebut memungkinkan mereka melangkah lebih jauh 

dan melihat gen individu mana yang aktif pada hewan tersebut.

“Semua orang ingin tahu apa sebenarnya yang membuatnya berbulu,” kata Dudchenko, “dan kami punya beberapa gagasan berkat cara kromosom ini diawetkan.”

Para peneliti dapat membandingkan gen individu dari sampel mamut dengan gen serupa pada gajah modern, dengan memperhatikan perbedaan aktivitas gen yang mengatur folikel rambut. Namun DNA dari gajah juga diperlukan untuk menyusun genom mamut.

“Impian dan harapan kami adalah untuk merakit genom mamut secara lengkap, namun saat ini, hal tersebut masih belum sesuai dengan keinginan kami. Kami masih menggunakan beberapa informasi dari kerabat terdekatnya untuk membantu, karena banyaknya data yang dapat kami peroleh dari genom mamut lebih rendah dari yang biasanya Anda butuhkan,” kata Dudchenko. “Tetapi fundamentalnya memberi tahu kita bahwa, ketika kita terus berupaya mencapai hal ini, kita akan mampu melakukannya (tanpa bantuan DNA gajah).”

Bisakah fosil kromosom mewujudkan impian menghidupkan kembali mamut berbulu menjadi kenyataan? “Dasar biologi yang kita pelajari dari penelitian ini akan bermanfaat, tidak diragukan lagi,” kata Dudchenko. “Apakah kita lebih dekat? Selangkah lebih dekat, namun masih ada beberapa langkah ke depan dan segala macam pertimbangan lain yang berada di luar ilmu pengetahuan dasar.”

Para peneliti juga berharap metodologi yang sama yang digunakan pada sampel mamut dapat diterapkan pada sampel spesies lain.