Ősi fosszíliákban fennmaradt fehérjék segíthetnek megfejteni az élet legkorábbi titkait
Evolúciós jelentőségű felfedezést tettek
Egy új technika révén ősi agyakból és más lágy szövetekből kinyerhető fehérjék feltárhatják az evolúció hiányzó láncszemeit.
A paleogenetikusok eddig csak csontokból és fogakból nyert fehérjéket tudtak elemezni, amelyekből a genetikai rokonságra lehetett következtetni. Ezek a fehérjék csak korlátozott információt nyújtanak: nem árulják el, hogyan működött az adott élőlény teste, mit evett, milyen betegségei voltak, vagy hogyan fejlődtek a szervei.
Egy új eljárásnak köszönhetően lehetővé vált fehérjék kinyerése lágy szövetekből, például agyból, májból vagy bélrendszerből. Ezek a szövetek sokkal gazdagabbak biológiai információban: az agy például az emberi fehérjék több mint 75 százalékát tartalmazza.
Az ősi fosszíliákban fennmaradt fehérjék jelentős információkat hordozhatnak az evolúcióról, az élőlények működéséről és rokonsági viszonyaikról.
Az már a múlt század közepe óta ismert, hogy bizonyos fehérjék évmilliókkal az élőlény halála után is kimutathatóak, a probléma azonban az volt, hogy ezeknek a fehérjéknek a kimutatására és elemzésére nem létezett technika.
Alexandra Morton-Hayward az ősi agyszövetek kutatója az Oxfordi Egyetemen. Ő vezette azt a csapatot, amely tavaly először mutatta ki, hogy több ezer éves emberi agyszövetből sikeresen nyerhetőek ki fehérjék. Munkája azért különösen jelentős, mert megmutatta, hogy az agy, amelyet korábban a leggyorsabban lebomló szervnek tartottak, bizonyos körülmények között meglepően jól megőrződhet, és kulcsfontosságú biológiai információkat hordozhatnak az emberi evolúcióról.
Morton-Hayward és kutatócsoportja dolgozta ki azt az új eljárást is, amelynek során karbamid – természetes vegyület, amely a vizeletben is megtalálható – segítségével lebonthatóak az agysejtek úgy, hogy közben a bennük lévő fehérjék nem károsodnak. Morton-Hayward csapatának egy 50 mg-os agymintából több mint 1200 különböző fehérjét sikerült azonosítaniuk. A felfedezés evolúciós jelentőségű.
A módszer segítségével feltárható, hogyan változtak az emberi agysejtek az idő folyamán, és hogyan fejlődött az intelligencia vagy akár az érzelmi feldolgozás képessége. Összehasonlíthatjuk ősi emberi agyak fehérjéit a modern ember agyával, és így pontosabb képet kaphatunk az emberi gondolkodás fejlődéséről. A fehérjék jelenléte a megőrzött bélrendszerben vagy más lágy szövetekben információt adhat arról, hogy mit ettek őseink, hogyan dolgozta fel a testük a tápanyagokat, és milyen mikrobák éltek bennük. Ez segíthet megérteni az ősi emberi közösségek egészségi állapotát és életkörülményeit.
A genetikai kutatások egyre részletesebben feltárják az emberi evolúciót, de vannak időszakok, amelyekről egyáltalán nem áll rendelkezésre genetikai adat. Ennek az az oka, hogy a DNS meleg, nedves és oxigéndús környezetben gyorsan lebomlik. A legtöbb korai emberelőd meleg éghajlatú környezetben élt, Afrika trópusi területein, így a maradványaikban nem maradt fenn örökítőanyag. A modern genetikai technikák, amelyek révén a neandervölgyiekről vagy a gyenyiszovaiakról már vannak részletes adataink, alkalmazhatatlanok ezekre a korai populációkra.
A legkorábbi emberfaj, amelyről már viszonylag sok fosszília áll rendelkezésre, a Homo erectus, avagy felegyenesedett ember, amely mintegy kétmillió évvel ezelőtt jelent meg és terjedt át Afrikából Eurázsiába. A hiányzó genetikai információk miatt nem tudjuk pontosan, hogyan kapcsolódik a modern emberhez vagy más fajokhoz, például a neandervölgyiekhez. A Homo erectus lehetett a modern ember, a neandervölgyiek és más fajok közös őse, de ennek genetikai bizonyítékai hiányoznak. Bár a fennmaradt koponyák alapján tudjuk, hogy agytérfogata 900-1100 köbcentiméter volt, nem tudjuk, milyen kognitív képességei voltak, és hogyan fejlődtek ezek az idők során.
A kutatók abban reménykednek, hogy az új eljárással sikerül fehérjéket kinyerni Homo erectus-maradványokból, és választ kapunk a fenti kérdésekre is. De a tudósok – akik jelenleg azt vizsgálják, hogy milyen régi szövetekből lehet sikeresen fehérjéket kinyerni – ennél sokkal merészebb álmokat is dédelgetnek. Mivel már találtak félmilliárd éves lágy szöveteket is, például trilobiták bélrendszerét vagy ősi ízeltlábúak idegszöveteit, az új fehérje-kinyerési eljárással akár az élet legkorábbi formáiról is részletes biológiai képet kaphatunk.
