Le storie raccontate dalle ossa antiche sono ora più affidabili
Attraverso lo studio delle proteine antiche estratte da materiali archeologici e paleontologici, come ossa, denti e utensili, i ricercatori possono viaggiare molto più indietro nel tempo di quanto si pensasse. Questo campo di studi ancora ai suoi albori è noto come paleoproteomica. Tuttavia, gli strumenti e gli approcci più innovativi devono essere valutati con attenzione, per garantire che i campioni siano analizzati efficacemente, estraendo fino all’ultimo bit di dati e lasciandosi alle spalle la confusione causata dalla contaminazione. «Dopo tutto», afferma Zandra Fagernäs(si apre in una nuova finestra), «prelevare campioni è sempre in qualche misura distruttivo, e i reperti archeologici sono spesso rari e insostituibili. Allo stesso tempo, è fondamentale stabilire quale materiale sia contemporaneo all’epoca in esame e quale possa essere il risultato di una contaminazione più recente. Dobbiamo sapere cosa stiamo guardando esattamente.» Per questo motivo Fagernäs, borsista post-dottorato presso il Globe Institute(si apre in una nuova finestra) dell’Università di Copenhagen, in Danimarca, ha deciso di lanciare il progetto PROMISE. Estrarre e analizzare le proteine conservate nelle ossa e nei denti archeologici con la massima efficienza darà grandi frutti, poiché i dati ricavati possono rispondere a molte domande, ad esempio su come i cambiamenti climatici preistorici influirono sull’evoluzione delle specie. «Le proteine possono differire da una specie all’altra: possono essere usate per identificare da quale specie proviene il materiale e mostrare come le varie specie estinte e attualmente viventi siano correlate tra loro», osserva Fagernäs, il cui lavoro è stato sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra) (MSCA) dell’UE. Per questo motivo, ogni fragile campione è importante.
Identificazione dei contaminanti e isolamento dei campioni target
Uno degli elementi che richiede un’attenta valutazione è l’impatto della contaminazione. I materiali archeologici, come gli scheletri, sono spesso contaminati da diverse fonti, come l’ambiente di sepoltura, la manipolazione e la conservazione. «Le proteine provenienti da questa contaminazione saranno in uno stato molto più intatto rispetto alle proteine antiche degradate e potrebbero quindi ridurre la qualità dei nostri dati antichi. Ad esempio, le proteine contaminanti potrebbero essere molto più numerose di quelle antiche, che dunque potrebbero semplicemente perdersi nel gran numero di proteine presenti», aggiunge Fagernäs. Per capire quale sia il modo migliore per rimuovere la contaminazione, l’équipe ha voluto contaminare artificialmente un osso archeologico con un materiale noto. Ma cosa potevano usare? La contaminazione della pelle umana è così abbondante che sarebbe impossibile controllarne con precisione l’origine, e l’uso di una proteina pura prodotta in laboratorio sarebbe troppo semplice per approssimare la contaminazione reale. «La risposta mi è venuta un giorno mentre portavo a spasso il mio cane, Tjorven, che salivava dall’eccitazione per la sua passeggiata serale», osserva Fagernäs. La saliva di cane è il materiale perfetto per la contaminazione artificiale, in quanto contiene molte proteine diverse che normalmente non si troverebbero su un osso archeologico. E soprattutto, proviene da una specie che possiamo facilmente identificare. Fagernäs ha coinvolto nel progetto il suo cane, che si è messo al lavoro per contaminare un osso archeologico. Il ricercatore ha poi testato diversi metodi di rimozione della contaminazione in laboratorio, dimostrando così la verità in un vecchio detto: il cane è il miglior amico della… ricerca.
Nuovi metodi a beneficio della comunità paleoproteomica più ampia
Applicando vari processi, Fagernäs è stata in grado di stabilire il modo più efficace per identificare e rimuovere la contaminazione, lasciando intatte le proteine target idonee all’analisi. Molti dei risultati di PROMISE saranno applicabili alla comunità paleoproteomica nel suo complesso, sia per quanto riguarda i metodi sviluppati dall’équipe, sia per gli approcci adottati per ideare modi di valutare l’impatto dei contaminanti. I risultati di Fagernäs sono presentati in un articolo di cui è coautrice, pubblicato su «Journal of Archaeological Science» e intitolato «Cleaning the dead: Optimized decontamination enhances paleoproteomic analyses of a Pleistocene hominin tooth from Khudji, Tajikistan»(si apre in una nuova finestra) (Pulizia dei morti: una decontaminazione ottimizzata migliora l’analisi peleoproteomica di un dente di ominine del Pleistocene proveniente da Khudji in Tajikistan), nonché in uno studio successivo incentrato sullo smalto dentale, pubblicato su «Scientific Reports», «Identification and removal of contamination in paleoproteomic analysis of dental ename»(si apre in una nuova finestra) (identificazione e rimozione della contaminazione in un’analisi paleoproteomica dello smalto dentale). La ricercatrice spiega: «I metodi che ho sviluppato, grazie al sostegno della borsa di studio MSCA, possono ora essere utilizzati da vari ricercatori in molti contesti archeologici e paleontologici diversi, migliorando le conoscenze sul nostro passato evolutivo.»
