'Играющие по новым правилам' исследования могут решить загадки эволюции
Началась революция в эволюционных исследованиях после того, как ученые извлекли генетическую информацию из зуба носорога возрастом 1,7 миллиона лет — это самые древние и крупные генетические данные из когда-либо зарегистрированных.
Исследователи идентифицировали почти полный набор белков, протеом, в зубной эмали носорога. Эта генетическая информация на миллион лет старше самой древней секвенированной ДНК, полученной от лошади возрастом 700 000 лет.
Результаты работы ученых из Копенгагенского университета и колледжа Святого Иоанна Кембриджского университета опубликованы 11 сентября в журнале Nature. Они знаменуют прорыв в области изучения древних биомолекул и могут решить некоторые из самых больших загадок биологии животных и человека, позволив ученым точно реконструировать эволюцию из более далекого прошлого, чем когда-либо прежде.
Данные ДНК, генетически отслеживающие эволюцию человека, охватывают только последние 400 000 лет. Но линии, ведущие к современным людям и шимпанзе — ныне живущему виду, генетически наиболее близкому к человеку, — разошлись около шести-семи миллионов лет назад. Это означает, что в настоящее время у ученых нет генетической информации для более чем 90% эволюционного пути, приведшего к современному человеку.
Исследователи использовали секвенирование древних белков на основе прорывной технологии масс-спектрометрии, чтобы получить генетическую информацию из зуба Stephanorhinus возрастом 1,77 миллиона лет — вымершего носорога, жившего в Евразии в плейстоцене. Образцы зубной эмали были взяты из древней окаменелости, обнаруженной в Дманиси, Грузия.
Зубная эмаль — самый твердый материал у млекопитающих. В этом исследовании ученые обнаружили, что содержащийся в ней набор белков сохраняется дольше, чем ДНК, и является более генетически информативным, чем коллаген — единственный другой белок, извлеченный до сих пор из окаменелостей старше миллиона лет.
«Секвенирование белков на основе масс-спектрометрии позволит нам получать надежную и богатую генетическую информацию из окаменелостей млекопитающих возрастом в миллионы лет, а не только в тысячи лет. Это единственная технология, способная обеспечить необходимую надежность и точность для секвенирования столь малых количеств белка такого возраста», — отметил профессор Еспер В. Олсен, соавтор статьи.
«Это исследование меняет правила игры и открывает множество возможностей для дальнейшего изучения эволюции как человека, так и млекопитающих. Оно революционизирует методы исследования эволюции на основе молекулярных маркеров и откроет совершенно новую область изучения древних биомолекул», — заявил ведущий автор статьи профессор Эске Виллерслев.