La sequenza del DNA di un´antica specie di orso delle grotte del Pleistocene – il tipo di materiale una volta appannaggio esclusivo dei film di fantascienza – è stato inserito nella letteratura scientifica grazie ai ricercatori del Dipartimento Americano di Energia (DOE) Istituto Congiunto per il Genoma (JGI). Questo studio, pubblicato il 2 giugno sull´edizione online della rivista Science, ha offerto alla comunità scientifica un viaggio indietro nel tempo grazie alla sequenza del DNA, aprendo nuovi scenari sullo studio di altre specie estinte, come ad esempio i più prossimi cugini dell´uomo, i Neanderthal.

Fino ad ora, i ricercatori erano stati ostacolati nel tentativo di sequenziare i genomi delle specie estinte. Gli scienziati del DOE JGI hanno dovuto superare molte difficoltà normalmente associate al recupero del DNA da antichi campioni. Il DNA inizia a degradarsi alla morte, quando i microbi attaccano la carcassa in decomposizione per utilizzare i nutrienti presenti come fonte di energia. Quel che complica lo sforzo di sequenziare e caratterizzare questi reperti, è una sovrabbondanza di contaminanti microbici insieme alle occasionali contaminazioni di altri DNA animali, degli stessi ricercatori o studiosi di laboratorio.

"Tra le limitazioni dei precedenti studi sul DNA, vi era il fatto che fossero ristretti alle sequenze del DNA mitocondriale" ha dichiarato Eddy Rubin, direttore del DOE JGI, nel cui laboratorio è stato condotto il lavoro. "Mentre i mitocondri sono importanti per imparare le relazioni evoluzionistiche tra le specie, per comprendere le differenze funzionali tra specie estinte e moderne abbiamo necessità del DNA genomico, e nessuno era stato mai in grado di purificare e sequenziare ampie quantità di DNA da questi antichi campioni.

"Abbiamo applicato le tecniche standard che usiamo normalmente per i moderni progetti del genoma, ad antichi specimen di DNA. Applicando questa tecnica, eravamo consapevoli del fatto che molto di quel che stavamo sequenziando fossero contaminanti microbici, ma speravamo che tra queste grandi quantità di sequenza avremmo trovato alcuni degli antichi DNA cui eravamo effettivamente interessati. Stavamo cercando il proverbiale ago nel pagliaio" ha spiegato Rubin. "E ha funzionato – tra la prevista gamma di contaminanti, abbiamo scoperto un ammontare ragionevole di DNA di un orso di 40, 000 anni or sono, ed utili informazioni da essi."

Il 6% della sequenza dal campione ha rivelato la sequenza dell´orso delle grotte – il resto rappresenta un mosaico di contaminanti microbici. Ciononostante, all´interno di questa frazione, vi era una gamma di tipi di sequenza genomica, inclusi frammenti di 21 geni, identificati mediante la comparazione di campioni di orso delle grotte fino alla sequenza completa del genoma del cane esistente nei database pubblici. Cani e orsi, che si separarono qualcosa come 50 milioni di anni or sono, sono simili per il 92 % sul livello della sequenza.

I campioni delle ossa e denti dell´orso delle grotte sono stati raccolti da due grotte differenti in Austria. Estinto per più di 10, 000 anni, questo particolare orso delle grotte, Ursus spelaeus, i cui resti sono stati trovati in abbondanza, erano collegati agli antenati dei moderni orsi bruni e orsi polari. Evidenze fossili e pitture rupestri sostengono l´idea che gli antichi umani interagissero con essi.

"Quando la gente sente del nostro successo, immediatamente pensa a come questa stessa tecnica potrebbe funzionare per i dinosauri" ha dichiarato Rubin. Ma spazzando il campo da alcuni fondamentali fraintendimenti sulla natura del decadimento del DNA, ha spiegato che è altamente improbabile che DNA ancora utilizzabile possa essere recuperato da campioni dell´era Giurassica da 150 a 200 milioni di anni or sono.

Attualmente, il limite teorico si aggira sui 100, 000 anni per i campioni più antichi, preservati nelle stesse condizioni dello specimen dell´orso – clima relativamente asciutto, altitudine elevata, temperature moderate; se congelati il termine potrebbe essere perfino più lungo.

"Abbiamo scelto l´orso delle grotte, come test iniziali dell´antico DNA, poiché i campioni usati nello studio erano approssimativamente della stessa età dei Neanderthal" ha dichiarato Rubin. "Il nostro vero interesse è negli ominidi che includono gli umani e i Neanderthal estinti – le sole altre specie di ominidi che possiamo paragonare agli umani. Il nostro più prossimo parente vivente è lo scimpanzé e vi sono cinque milioni di anni di divergenza. Malgrado siamo molto simili su un livello di sequenza, vi sono ovvie differenze fenotipiche. Ma in seguito, potrebbe consentirci di accedere e valutare altre informazioni genomiche tra altre specie di ominidi, i Neanderthal in particolare, che rappresentano probabilmente i nostri più prossimi parenti preistorici"

Un´altra possibilità è l´applicazione di queste tecniche ai resti trovati recentemente del cosiddetto Uomo di Flores, soprannominato l´Hobbit. Ma sebbene più giovani (risalenti a 18, 000 anni or sono), l´ambiente tropicale dove gli scheletri sono stati trovati potrebbe avere accelerato il processo di degrado.