| Grainmind | Дата: Понедельник, 24.03.2014, 19:33 | Сообщение # 1 |
Сообщений: 283
Offline
| Ископаемые белки помогут палеобиологии
Белки из ископаемых останков в силу своей лучшей сохранности могут дать больше информации, чем ДНК.
Не будет преувеличением сказать, что секвенирование ДНК произвело в биологии настоящую революцию, продолжающуюся по сей день — по мере совершенствования методов сиквенса. Эти методы востребованы даже в палеобиологии, которая обращается исключительно с мёртвым ископаемым материалом. Как оказалось, даже в раскопанных костях сохраняется некоторое количество ДНК, хотя и сильно повреждённой, и эта ДНК может стать источником важной информации. По «ископаемой» ДНК мы можем уточнить систематическое положение животного или растения либо узнать нечто новое о миграции древних людей, а вместе такие данные позволяют полнее представить пути эволюции. Заодно можно узнать, чем мы раньше болели, как боролись против различных патогенов и как менялись сами патогены.
Белки из древних костей могут многое рассказать об их владельцах. (Фото Steven Vidler.)
Однако в таких исследованиях главной проблемой, как уже сказано, остаются сохранность и чистота ДНК. Молекулы её, во-первых, со временем деградируют, во-вторых, нужная ДНК (например, человеческая) в ископаемых образцах сильно перемешана с ненужной (скажем, бактериальной), и возникает вопрос, как очистить нужную ДНК. Опять же методы анализа постоянно совершенствуются, и не так давно мы писали о новой молекулярно-биологической уловке, позволяющей сделать древнюю ДНК ещё чище. Однако у проблем с древней ДНК может быть и совсем, совсем другое решение, о котором в Science пишет группа европейских исследователей.
Суть решения в том, чтобы вообще отказаться от ДНК.
А что же вместо неё? — Белки. По словам Энрико Каппеллини (Enrico Cappellini) из Копенгагенского университета (Дания) и его коллег, 20–30% массы ископаемых костей приходится на бывшие мягкие ткани, которые состоят преимущественно из белка, в частности из коллагена. Это может прозвучать неожиданно, но ДНК в ископаемых останках разрушается в 10 раз быстрее, чем белок. Однако на самом деле ничего удивительного в этом нет, ведь в данном случае мы имеем в виду всю массу белка, а его в костях намного больше, чем ДНК, поэтому и деградирует эта масса дольше. Что же касается методов анализа, то совершенствуется не только ДНК-секвенирование, но и белковая масс-спектрометрия, так что белковый состав какого-нибудь образца сейчас можно довольно точно определить на самом ничтожном количестве материала.
Когда палеобиологам невозможно обойтись без белка? Представим, например, что мы нашли некий ископаемый кусочек кости, слишком маленький, чтобы о нём можно было сделать какие-то анатомо-морфологические выводы; при этом он находился в неблагоприятных для ДНК химических условиях. В этом случае белок из него может сообщить нам то, что мы не можем узнать ни из морфологии фрагмента, ни из его ДНК.
Кроме того, белковый состав отличается в зависимости от ткани и возраста (этапа индивидуального развития) организма, тогда как ДНК у нас везде и всегда одинакова (если не считать эпигенетического метилирования). Даже экологические условия могут отражаться на белках: приспосабливаясь к новым обстоятельствам, организм реагирует белками. Что же до человеческих останков, то тут белки могут многое рассказать не только о биологии, но и о культуре наших предков.
Конечно, никто не собирается отказываться от анализа ДНК: представим, например, что в одном и том же образце удалось найти лишь много коллагена — и фрагменты ДНК с информацией сразу о нескольких белках. И белковые данные, и данные ДНК тут будут одинаково ценны, но информации от ДНК поступит всё же больше. Однако повторим: часто именно информативность ДНК уступает белкам — просто потому, что ДНК не сохраняется. Особенно эта проблема актуальна для палеонтологических останков, которые находят в Австралии, где «условия хранения» к ДНК особенно беспощадны.
Белковая тема активно муссируется в палеобиологии в последние годы, и со временем она завоёвывает всё больше доверия у исследователей: нынешняя статья опубликована уже в Science, тогда как несколько лет назад работа о коллагене в костях динозавров была встречена с известным скепсисом...
Источник
|
| |
| |
