Wykorzystanie białek w badaniach nad dawnymi krewnymi człowieka
W przypadku badania liczących 2 miliony lat skamieniałości znajdowanych w gorącym, suchym klimacie afrykańskim analiza DNA nie jest najlepszym rozwiązaniem. Prosta struktura DNA nie pozwala mu przetrwać w nienaruszonym stanie przez tak długi czas w takich warunkach klimatycznych. Ponieważ obecne techniki badania dawnego DNA pozwalają określać sekwencje genetyczne tylko do około 200 000 lat wstecz, w przeprowadzonym niedawno badaniu(odnośnik otworzy się w nowym oknie) wspieranym przez UE sięgnięto po białka, aby poznać sekrety starożytnego krewnego ludzi zwanego Paranthropus robustus. P. robustus to gatunek hominina, który żył w południowej Afryce w okresie od 2 do 1 miliona lat temu, we wczesnym plejstocenie. Choć jest on dobrze udokumentowany jako gatunek, wciąż brakowało w jego przypadku dowodów genetycznych. Międzynarodowy zespół badawczy postanowił to zmienić przy wsparciu sześciu projektów finansowanych przez UE: PUSHH(odnośnik otworzy się w nowym oknie), ApeGenomeDiversity, TEMPERA(odnośnik otworzy się w nowym oknie), BACKWARD, STAMP i COREX. Naukowcy przeanalizowali sekwencje białek zachowane w skamieniałościach szkliwa zębów, aby dowiedzieć się więcej o tych starożytnych homininach, odkrytych po raz pierwszy w Afryce Południowej w 1938 r. Zespół przeanalizował starożytne białka wyekstrahowane ze szkliwa liczących 2 miliony lat zębów czterech skamieniałości P. robustus z jaskini Swartkrans w Kolebce Ludzkości w RPA. „Na szczęście białka liczące miliony lat są dobrze zachowane, ponieważ przywierają do zębów i kości i nie ma na nie wpływu ciepły klimat”, piszą autorzy badania w artykule(odnośnik otworzy się w nowym oknie) opublikowanym w „The Conversation”. „Jedno z tych białek informuje nas o płci biologicznej skamieniałości. W ten sposób ustaliliśmy, że dwa osobniki były samcami, a dwa samicami”.
Badanie różnorodności
Analiza białek wskazuje także na pewne różnice genetyczne. Ustalono, że dwa z tych osobników dzielą aminokwas ze współczesnymi i wczesnymi ludźmi, szympansami oraz gorylami. „Pozostałe dwa miały aminokwas, który wśród afrykańskich małp człekokształtnych jest, jak dotąd, unikatowy dla Paranthropus”, donoszą naukowcy. Co ciekawe, jeden z homininów miał oba aminokwasy – to pierwszy przypadek, gdzie dwie różne wersje genu zostały udokumentowane w białkach sprzed 2 milionów lat. Choć uważa się, że mutacje białkowe wskazują na różne gatunki, autorzy byli zaskoczeni znalezieniem mutacji białkowej, która była zmienna w obrębie gatunku P. robustus, przy czym niektóre osobniki ją posiadały, a inne nie. „Zdaliśmy sobie sprawę, że być może nie mamy do czynienia z jednym, zróżnicowanym gatunkiem, lecz ze złożoną ewolucyjną układanką osobników o różnym pochodzeniu”, dodają naukowcy. Wykorzystujące podejścia proteomiczne badanie, wspierane przez projekty PUSHH (Palaeoproteomics to Unleash Studies on Human History), ApeGenomeDiversity (Great ape genome variation now and then: obecna różnorodność i relikty genomowe wymarłych naczelnych), TEMPERA (Teaching Emerging Methods in Palaeoproteomics for the European Research Area), BACKWARD (Overcoming the frontiers of biomolecular studies on human history and adaptation using palaeoproteomics), STAMP (Spatiotemporal Analytical Modelling for Paleobiology) i COREX (From correlations to explanations: towards a new European prehistory), umożliwiło zidentyfikowanie zarówno płci starożytnych osobników, jak i wzorców różnorodności, które wskazują na istnienie wielu populacji. Połączenie wykorzystania danych morfologicznych i molekularnych wskazuje kierunek przyszłych badań. Więcej informacji: strona projektu PUSHH(odnośnik otworzy się w nowym oknie) projekt ApeGenomeDiversity strona projektu TEMPERA(odnośnik otworzy się w nowym oknie) projekt BACKWARD projekt STAMP projekt COREX