Новый анализ белка древнего человека может раскрыть секреты эволюции

Фото из открытых источников Крошечные следы белка, сохранившиеся в костях и зубах древних людей, вскоре могут изменить усилия ученых по разгадке секретов эволюции нашего вида. Исследователи считают, что новый метод, известный как протеомика, может позволить им идентифицировать белки, из которых были построены тела наших предшественников, и дать новое представление о последних 2 миллионах лет истории человечества. Анализ этих микроскопических остатков может затем помочь решить основные эволюционные загадки, такие как идентичность общих предков Homo sapiens и неандертальцев. Разветвления технологии будут отражать влияние недавно разработанной технологии анализа древней ДНК, которая за последние 20 лет помогла раскрыть драматические тайны прошлого человечества. К ним относится открытие, что многие современные люди обладают генами неандертальцев и что эти два вида должны были скрещиваться в какой-то момент за последние 100 000 лет. Британский проект по оценке перспектив протеомики только что стартовал и будет осуществляться группой ученых из двух крупных исследовательских центров в Лондоне: Института Фрэнсиса Крика и Музея естественной истории. «Следующие три года мы потратим на тщательную оценку того, сколько белка мы можем получить из окаменелостей и что мы можем узнать из полученных образцов», — сказал профессор Крис Стрингер из Музея естественной истории. «Надеюсь, это покажет, что мы можем многое узнать о нашем прошлом, изучая древние белки». Часть исследования будет включать в себя использование ручного сканера, который можно провести над окаменелостью, чтобы определить, сколько белка она содержит. «Таким образом, мы можем сосредоточиться только на самых многообещающих черепах и костях», — сказал Стрингер. «Очень важно, чтобы мы не пытались брать образцы — какими бы маленькими они ни были — из окаменелостей, не содержащих белка, чтобы предложить их нам для изучения». Развитие протеомики следует за успехами ученых в анализе ДНК, извлеченной из древних окаменелостей человека. Изучая фрагменты генетического материала из окаменелостей, ученые обнаружили, что мужчины и женщины неафриканского происхождения несут некоторые гены неандертальцев. Они также выявили существование совершенно нового вида древних людей, известных как денисовцы, из генетического материала, найденного во фрагментах зубов и костей в сибирской пещере. Но анализ древней ДНК имеет ограничения. «ДНК хрупкая и довольно быстро распадается, особенно в теплых условиях», — сказал Понтус Скоглунд из Института Фрэнсиса Крика. «Таким образом, это в основном полезно для изучения окаменелостей, которым менее 100 000 лет и которые находятся в умеренно прохладных или холодных местах». Этот последний недостаток представляет собой особую проблему для изучения Homo sapiens — вида, который эволюционировал в Африке. Древняя ДНК редко встречается в черепах и костях при раскопках из-за теплых условий. Поэтому ученые начали искать другие методы изучения биологии древних мужчин и женщин и определили белки в качестве ключевой мишени. Наши тела состоят из белков, производство которых контролируется нашей ДНК, поэтому, расшифровывая их структуру, можно получить представление о строении древних людей. Важно отметить, что белки дольше выживают в теплых условиях. Это последнее преимущество дает надежду на получение новых сведений о нескольких загадочных недавно открытых видах. К ним относится Homo naledi, гоминид возрастом 300 000 лет, который был обнаружен в Южной Африке в 2013 году. Образцы кажутся примитивными, хотя другие данные свидетельствуют о том, что они также хоронили своих мертвецов. Кроме того, происхождение Homo floresiensis, небольшого архаичного вида людей, прозванного народом хоббитов, обнаруженного на острове Флорес в Индонезии, также озадачило ученых. Условия на обоих участках означают, что там до сих пор не было обнаружено ДНК в окаменелостях, что оставляет ученых неуверенными в том, как эволюционировали эти необычные версии человечества. А вот и денисовцы. Хотя ученые расшифровали их геномы, мы до сих пор не знаем, как они выглядели, как вели себя и как охотились. «Все это действительно интригующие виды, и мы плохо понимаем, как они связаны с нами», — сказал Стрингер. «Так что протеомика, безусловно, может помочь». Однако у использования белков в качестве способа изучения нашего прошлого была и обратная сторона, добавил Скоглунд. «Белки не несут столько информации, сколько ДНК. Они содержат только около 1% максимальной информации, которую вы можете получить из образца ДНК. Это означает, что нам потребуется много, чтобы иметь возможность генерировать достаточно данных для проведения значимого анализа. Это может быть нелегко». Тем не менее, протеомика уже дала ранние многообещающие результаты. Исследования Фридо Велкера из Копенгагенского университета показали, что белки коллагена, обнаруженные в куске челюстной кости гоминина в пещере Байшия Карст высоко на Тибетском плато в Китае, совпадают с белками коллагена денисовцев. «Это первый намек на то, как мог выглядеть денисовец, и он предполагает, что протеомика может многое предложить нашему пониманию эволюции человека», — сказал он. «Это, безусловно, обнадеживает».