Cesta do pravěku vede přes zuby: Vědci extrahovali nejstarší známé proteiny
Zuby vyhynulých savců staré desítky milionů let vydaly své proteiny a přinášejí revoluci v poznání evoluce – a možná i naději na rozluštění tajemství dinosaurů.
Vědcům se poprvé podařilo analyzovat proteiny z více než 20 milionů let starých zubů vyhynulého příbuzného nosorožců. Tento průlom posouvá genetický výzkum hluboko do minulosti a otevírá možnosti zkoumat evoluci nejen savců, ale možná i dinosaurů. Dvě nezávislé výzkumné skupiny zveřejnily své výsledky v prestižním časopisu Nature.
Zatímco DNA zůstává zachována jen v relativně „mladých“ fosiliích (nejstarší známé DNA pochází z milion let starých kostí mamuta), proteiny mají větší životnost. A právě to dává vědcům novou naději, jak dešifrovat evoluční historii zvířat, jejich biologické pohlaví, nebo dokonce jídelníček.
Svědectví ukryté v zubech
Jedna z výzkumných skupin vedená biochemikem Enricem Cappellinim z Kodaňské univerzity získala proteinové sekvence z 23 milionů let staré fosilie nosorožčího předka, nalezené na arktickém ostrově Ellesmere v Kanadě. Pomocí hmotnostní spektrometrie, která umožňuje určit složení proteinových fragmentů, se jim podařilo rekonstruovat části sedmi zubních proteinů – celkem 251 aminokyselin.
Když tým srovnal tyto sekvence s genetickými daty dnešních nosorožců a jejich vyhynulých příbuzných z doby ledové, narazil na překvapení. Nový druh, pojmenovaný Epiaceratherium itjilik, nepatřil k moderním nosorožcům, jak se dříve myslelo, ale představuje mnohem starší vývojovou větev, která se oddělila už před 41 až 25 miliony lety. „Zcela to mění náš pohled na vývoj nosorožců,“ říká Ryan Paterson, spoluautor studie.
Proteiny z pece
Zatímco kanadské fosilie byly zachovány v chladném arktickém klimatu, druhá studie se zaměřila na naprostý opak – pánev Turkana v Keni. Tato oblast, kde teploty povrchu dosahují až 70 °C, je jedním z nejteplejších míst na světě. I přesto zde vědci získali sekvence zubních proteinů z fosilií starých 18 milionů let.
Tým pod vedením Daniela Greena z Harvardu analyzoval proteiny z vyhynulých příbuzných nosorožců, hrochů, slonů a dalších velkých savců. Získaná data potvrdila jejich dosavadní morfologickou klasifikaci, ale badatelé doufají, že v budoucnu pomohou vyřešit i složitější záhady – třeba původ hrochů nebo dávných homininů.
„Skutečnost, že proteiny přežijí i v takovém pekle, je důkazem, že paleoproteomika má budoucnost všude,“ říká spoluautor studie Timothy Cleland z institutu Smithsonian.
Co bude dál? Možná dinosauři
Otázka, zda se jednou podaří získat i proteiny z dinosaurů, visí ve vzduchu už roky. Předchozí pokusy vzbudily rozruch, ale většina vědců zůstává skeptická. Cleland však tvrdí, že pokud se někdy podaří najít dobře zachované dinosauří zuby, je poměrně velká šance. Problémem ale je, že dinosauří zubní sklovina je mimořádně tenká.
Přestože tyto nové studie se soustředí hlavně na vývojové vztahy, někteří vědci vidí větší potenciál. Matthew Collins z Cambridgeské univerzity říká, že z proteinů lze získat i informace o biologickém pohlaví (díky přítomnosti určitých proteinů vázaných na chromozom Y) nebo o potravním řetězci (pomocí dusíkových izotopů v aminokyselinách). Obě studie názorně ukazují, že dávnou minulost už nemusí vědci zkoumat jen z kostí. I molekuly, které zůstaly ukryté ve zubech, mohou přepisovat učebnice biologie.
