我们可以从恐龙蛋白中学到什么
DNA可能得到所有的关注,但蛋白质可以完成这项工作。最近的证实是,有可能提取由DNA编码的蛋白质并执行所有保持活细胞存活的功能 - 来自8000万年前的恐龙骨骼,这为从进化到生物材料等各方面的大问题提供了素材。到外星生命。
北卡罗来纳州立大学生物学教授Mary Schweitzer博士将于4月22日至26日举行的2017年实验生物学会议期间,在美国解剖学家协会年会上展示她提炼和负责任地使用恐龙蛋白的方法。在芝加哥。
“当你想到它时,它就是DNA的信息 - 蛋白质 - 实际上是自然选择起作用的东西,”施韦策说。“蛋白质的序列可以用来生成有机体的'家族树',就像DNA一样。但是蛋白质的修饰,这种修饰在DNA中找不到,不能单靠DNA序列可靠地预测,可以告诉我们蛋白质是如何产生的。功能,因为蛋白质的功能是由其三维结构决定的。“
例如,如果你发现附加了额外的OH(氧+氢)基团的脯氨酸氨基酸,你几乎可以肯定你有胶原蛋白,这种东西将皮肤和整个身体的其他结缔组织结合在一起。从功能和进化适应性的角度来看,DNA随时间的变化并不重要,除非蛋白质发生变化;因此,研究蛋白质随时间的变化可以产生更多关于进化的信息,而不仅仅是研究DNA,Schweitzer解释说。
蛋白质也可以提供关于样本年龄或动物生活或被埋葬的环境的线索。研究人员也热衷于了解是什么让一些蛋白质分解,而其他蛋白质则持久存在。方便的是,Schweitzer和其他人已经发现,蛋白质(或至少某些类型的蛋白质)比DNA更容易保持稳定数千万年,这使得它们成为从旧骨骼中提取新信息的低悬果实。
现在,她和她的同事已经多次证明可以从恐龙骨骼中提取蛋白质,Schweitzer正在关注新的研究方向。首先,她将注意力转向研究这些古老蛋白质的精炼方法,以便古生物学家可以获得更多信息,同时减少对标本的损害。质谱法是她团队目前的方法的核心,是时间密集的,必然会破坏样本,所以Schweitzer的团队正在努力建立一个方法和标准的数据库,其他研究人员可能会使用它来从其他化石中获取尽可能多的信息。当真正值得时,优化质谱的使用。她还在研究如何将蛋白质扩展到不同的恐龙组织,标本和环境。
第二个重点领域是探索蛋白质可以告诉我们生成它们的有机体究竟是什么。例如,他们能否揭示更多关于动物的生理学而不仅仅是进化关系?他们能否告诉我们更多关于蛋白质功能的信息,还包括它们所包含的组织的功能?生殖行为怎么样?或者也许蛋白质可以用来帮助确定在地球历史上不同点出现各种进化新奇的时机。
当然,古生物学家对恐龙时代的生活感兴趣,但施韦泽认为这项研究也可能对我们自己的时代乃至我们的未来产生影响。例如,鉴于恐龙经历了无数的全球变化时期,也许我们可以从我们面对自己的全球变化时,从分子水平如何应对这些变化中学到一些东西。此外,了解是什么使一些蛋白质快速分解或无限期持续可以帮助研究人员确定药物开发或生物材料开发的令人兴奋的新机会。
“我们拥有透明,柔韧,中空的聚合物,已经持续了8000万年,”Schweitzer指出。“有人肯定可以找到它的用途!”
她指出,改进用于从古骨中提取蛋白质的研究方法甚至可以在寻求外星生命方面派上用场。毕竟,筛选埋藏在蒙大拿州沉积物中的骨骼,无限小的碎片生物分子可能与通过火星沉积物筛选生命迹象的情况不同。
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