跨越萬年的生命訊息：真猛獁象古 RNA 的重現

在冰封的西伯利亞永凍層深處，某些生命的痕跡在時間流逝中並未完全消散。遺骸中的 DNA 是我們探究新生代古生物基因的重要材料之一，而 RNA，這種更脆弱、更容易在環境中分解的分子，一直被視為難以跨越年代保存下來的訊息載體。一項針對 10 具更新世晚期真猛獁象（Mammuthus primigenius）樣本的研究，卻打開了古 RNA 研究的新窗。研究團隊從多年凍土保存的真猛獁象肌肉與皮膚中成功取得 RNA 分子，其中主要是來自被命名為尤卡（Yuka）的一具約 3 萬 9 千年前的年幼象個體。在尤卡的肌肉組織裡，研究者不僅找到了清晰的 RNA 片段，更能重建當年細胞中的基因表達特徵，堪稱目前最古老且具生物功能資訊的古 RNA 記錄。

發現 10 具真猛獁象樣本的地點，位於東西伯利亞，地圖中央為北冰洋（圖片來源：Mármol-Sánchez E et al. (2025)，採用 CC BY 4.0 授權）

生命現象在運行時，DNA 上的基因會藉由轉錄生成 RNA，有些 RNA 會再進一步轉譯成蛋白質，這些 RNA 和蛋白質是維持生命運作的重要分子。所以比起 DNA，RNA 在細胞中扮演的角色更具動態性，不只是攜帶訊息、作為蛋白質合成，更能調控基因表達活性、參與核內剪接等關鍵過程。也因為它如此活躍、易受降解，因此普遍認為生物死亡後幾乎不可能長期保存。而本研究針對保存於這些真猛獁象的軟組織進行 RNA 的抽取純化與定序，證實在特定冷凍環境中，RNA 的殘留仍有可能穿越數萬年的時光。

在抽取 DNA 或 RNA 時，偶爾樣本若沾染到微生物或人體掉落的細胞，就可能會讓樣本連同這些額外的細胞 DNA/RNA 混在一起，所以實驗抽取出的真猛獁象 RNA 必須排除樣本中可能的現代污染。研究者透過定序後的序列錯配模式、分子損傷累積情形以及與現代人類或其他物種的比對，發現尤卡與其他兩個樣本的 RNA 片段符合古代核酸分子因年代久遠而出現典型的去氨基化、鹼基脫落等特徵，且整體錯配分布與其古 DNA 模式一致，屬於可信的古代來源。

研究者也從染色體的資料清楚看出尤卡具有 XY 染色體，代表牠是一隻雄性幼象。在擷取組織樣本之前他們單從外觀曾經將尤卡誤判為雌性。

尤卡肌肉組織中的 mRNA 與 microRNA（主要為調節基因表達的小型 RNA）有著強烈的肌肉細胞專一性基因表達。例如代表慢縮肌纖維（slow-twitch muscle fiber）的 MYH7、TNNT1、TNNC1 及 TPM2 等基因表現量極高，也就是這些組織可能以慢縮肌纖維為主，對耐力或低速活動較有利。這些基因表達形式使研究者得以推測真猛獁象肌肉生理可能與現代大型哺乳類具有一定程度的共通性。

除了蛋白質編碼基因外，具有調控功能的 microRNA 也被發現大量留存於尤卡的組織樣本中。像是 Mir-1 與 Mir-133，這兩種是在各種哺乳類中都屬於典型的肌肉特定性 microRNA，在分析中呈現顯著高表達量，也與現代哺乳類的肌肉調控功能吻合。有些 microRNA，像 Mir-124-3p、Mir-184-5p、Mir-9-5p 等，與細胞吞噬和增殖調控相關，也能在尤卡的肌肉中觀察到，不過這幾種 microRNA 在現代人類肌肉中不常見，在古象體內的功能值得往後進一步做研究。

除了生物功能，研究也揭示 RNA 在古代樣本中的保存模式。隨著樣本年代越久遠，RNA 片段越加破碎，比古 DNA 的降解程度還要來得嚴重。較長的 RNA 片段通常多來自外顯子（exon），而短片段則更容易落在內含子（intron）等區域，部分也可能來自非真猛獁象樣本的現代污染物。

此外，古 RNA 中也可能帶來新基因或新調控序列的線索。研究者利用尤卡 RNA 的表達訊號，在真猛獁象基因組中推測出新的 microRNA 候選基因座（gene locus），這些序列在許多現代哺乳類的基因組中尚未被識別出來。這說明古 RNA 或許能補足現代生物基因組資料未涵蓋的盲點，甚至讓研究者更理解已滅絕物種的基因調控架構。

雖然這次的古生物 RNA 是一種研究上的突破，但古 RNA 研究仍有其限制。目前成功案例多發生在極端乾燥或寒冷環境，如永凍層、乾燥動物組織等，可看出 RNA 的保存需要極特殊的條件。同時，從組織中提取古 RNA 仍有不少技術瓶頸，例如分子的毀損（過於破碎、3’ 端的 -OH 不見、鹼基脫落等）可能影響讀取與資料庫的建立、去除 DNA 的過程容易流失 RNA、或是 PCR 偏差造成資訊失衡等問題，這些都比讀取古 DNA 的資料更加困難，都需要未來技術上的改良。

研究摘要，RNA 與 DNA 樣本取自 10 具真猛獁象，進行基因組表達熱點分析、序列毀損檢驗、外顯子讀段比例評估、性別鑑定、組織特定性基因表達分析等（圖片來源：Mármol-Sánchez E et al. (2025)，採用 CC BY 4.0 授權）

然而，這項研究確實首度讓我們能「直接看到」滅絕動物細胞在數萬年前的活性狀態，而不是僅透過 DNA 推測。從肌肉纖維的類型、代謝需求、調控基因的活躍程度，到可能的細胞功能變化，這些早已消失的生命活動如今藉由 RNA 給我們的訊息而重新浮現。隨著古 RNA 技術的持續進展，未來將能與古 DNA、古蛋白質研究結合，形成更完整的古代生物學拼圖，讓我們不只重建牠們的基因組，更重建牠們的細胞生理與生命故事。

作者：水也佑

參考文獻：

Mármol-Sánchez E et al. (2025). Ancient RNA expression profiles from the extinct woolly mammoth. Cell.

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