Mary Schweitzer sa snažila dokázať existenciu proteínov v kostiach 67 až 80 miliónov rokov starých dinosaurov už od roku 2009, no stále sa objavovali pochybnosti, či sa tieto molekuly dokážu zachovať tak dlhú dobu, a či vzorky neboli kontaminované. Po opätovnej rekonštrukcii jej výskumný tím minulý týždeň konečne potvrdil, že výsledky výskumu sú správne.

Posledné tri roky boli považované za najstaršie objavené proteíny tie, ktoré sa našli v kostiach 700 000 rokov starých koní z kanadského Yukonu.

Tvrdili to už dávno

Už v roku 2005 objavil výskumný tím Mary Schweitzer zachované mäkké tkanivo v 67 miliónov rokov starých kostiach Tyrannosaura rexa. No až o štyri roky neskôr zverejnili v časopise Nature výskum, podľa ktorého sa im v rokoch 2007 až 2009 podarilo izolovať nekontaminované proteínové fragmenty z ešte starších kostí. Konkrétne išlo o približne 80 miliónov rokov starú fosíliu druhu Brachylophosaurus canadensis, čo bol stredne veľký vtákopyskatý dinosaurus.

V roku 2012 potvrdili vedci v rovnakom časopise svoje predpoklady výsledkami ďalšieho výskumu. Prítomnosť proteínov vo fosíliách dokázali tým, že skameneliny nechali úspešne zreagovať so špecifickými protilátkami, ktoré bežne reagujú s proteínmi v kostiach dnešných živočíchov.

Tvrdenia ale stále ďalej narážali na skeptické reakcie biochemikov a paleontológov. Podľa nich totiž nebolo možné, aby tak krehké organické molekuly, akými proteíny sú, prežili tak dlhú dobu. Vyjadrili tiež pochybnosti, či vzorky neboli kontaminované modernými proteínmi.

Mary Schweitzer ale minulý rok dali za pravdu aj expert na staroveké proteíny Enrico Cap­pellini a biomolekulárny archeológ Matthew Collins z University of Copenhagen. Tí úspešne identifikovali proteínové fragmenty z 3,8 miliónov rokov starých pštrosích vaječných škrupín, čo mnohých ich kolegov presvedčilo.

Ilustračná fotografia, zdroj: pixabay.com/ Viergacht

Vykúpala spektrometer

V roku 2009 tím M. Schweitzer identifikoval tri fragmenty kolagénu, čo je hlavný proteín spojivového tkaniva. Každý fragment pritom obsahuje asi 15 aminokyselín zviazaných dohromady, ktoré odhalil hmotnostný spektrometer.

Tím vykonal kompletnú rekonštrukciu experimentu z roku 2009 a výsledky minulý týždeň zverejnil v časopise Journal of Proteome Research. Mary Schweitzer tento raz identifikovala osem proteínových fragmentov, z ktorých sa dva zhodovali s tými z pôvodnej štúdie. Takáto zhoda by vraj nebola možná, ak by boli vzorky kontaminované.

Na rozdiel od pôvodného výskumu z roku 2009 vedci identifikovali proteínové fragmenty citlivejším hmotnostným spektrometrom, a obnovené proteínové sekvencie porovnali s tými, ktoré získali zo živých zvierat. M. Schweitzer dokonca zašla tak ďaleko, že spektrometer rozobrala na kúsky a namočila ho v metanole, aby odstránila akékoľvek nečistoty.

Tri pôvodne objavené proteínové fragmenty sa najviac podobali kolagénu, ktorý môžeme nájsť v kostiach živých aligátorov a ďalších plazov. Nové dáta ale ukazujú, že kolagén z dinosaura Brachylophosaurus canadensis sa viac zhoduje s tým, ktorý je v tele vtákov. To vraj potvrdzuje aj paleontologickú teóriu, že potomkami vyhynutých dinosaurov boli práve operence.

Prežitie krehkých molekúl je stále záhadou

Zatiaľ nie je jasné, ako dokázali kolagénové sekvencie prežiť niekoľko miliónov rokov. Mary Schweitzer si myslí, že sa to mohlo stať pri rozklade červených krviniek po smrti zvierat, kedy z nich železo uvoľnilo hemoglobín, ktorý následne zreagoval s okolitými proteínmi a pospájal ich. Spájanie proteínov spôsobuje, že sa v roztoku vyzrážajú a vyschnú, čo pomáha ich zachovaniu.

Podľa Matthewa Collinsa je to síce možné, no tento proces nedokáže rozkladu bielkovín v priebehu niekoľkých miliónov rokov zabrániť, len ho spomaliť.

Aj keď bol Enrico Cappellini v minulosti rovnako ako jeho kolegovia skeptický k niektorým výskumom M. Schweitzer, označil jej štúdiu za prelomovú. Teraz sú podľa neho dôkazy nespochybniteľné, čo sa vraj ale zatiaľ nedá povedať o druhej novej štúdii paleontológov z University of Toronto.

Zdroj: Youtube

Viac rokov, menej dôkazov

Druhý spomenutý výskum totiž nahliada ešte ďalej do histórie. Podľa štúdie zverejnenej tento týždeň v časopise Nature Communications výskumníci dokonca veria, že sa im podarí objaviť kolagén v 195 miliónov rokov starých rebrách bylinožravého dinosaura známeho ako Lufengosaurus, ktorý žil na území terajšej juhozápadnej Číny.

Výskum vzoriek prebieha prostredníctvom synchrotrómovej mikrospektroskopie, ktorá umožňuje chemickú analýzu bez toho, aby bolo potrebné vzorku najskôr očistiť. To znižuje riziko kontaminácie. Podľa správy výskum ukázal, že rebro absorbovalo infračervené svetlo vo vlnových dĺžkach, ktoré sa zhodujú s kolagénom dnešných zvierat.

M. Schweitzer a E. Cappellini ale upozorňujú, že technológia je síce dobrá na odhaľovanie amidových väzieb, ktoré dokazujú prítomnosť proteínov, ale nedokáže presne zachytiť, ktoré proteíny a ich sekvencie sú prítomné. Prístroj navyše môže zachytiť aj amidové väzby nachádzajúce sa napríklad v epoxide, ktorý býva súčasťou mikroskopických sklíčok. Preto vraj nie je vhodná pre evolučné štúdie.

V každom prípade tak bude potrebné vykonať ďalšie testy, ako napríklad vystaviť fosíliu protilátke, ktorá sa viaže výhradne na kolagén a sledovať, či s ňou reaguje. Na to ale budú musieť vedci spolupracovať s ďalšími odborníkmi.

Napriek tomu aj tento výskum naznačuje, že kolagénové fragmenty môžu prežiť ohromujúco dlhú dobu.