Исследование модификаций белков в естественных условиях с течением времени

Недавно вымершая нелетающая птица помогает молекулярным палеонтологам больше узнать не только о самом виде, но и о том, как белки сохраняются и разрушаются в окаменелостях.

Тим Клеланд, ныне постдок в области биомедицинской инженерии в Политехническом институте Ренсселера, в своей докторской диссертации в Университете штата Северная Каролина (NC State) изучал, как белки менялись у моа как после их кодирования ДНК, так и во время деградации окаменелости после смерти.

Моа — группа нелетающих видов птиц, обитавших в Новой Зеландии и вымерших около 1000 лет назад. Они были похожи по размеру и внешнему виду на современных эму и страусов. Клеланд взял образцы кортикальной кости моа, погибшего от 800 до 1000 лет назад, деминерализовал их и использовал масс-спектрометрию для поиска доказательств того, что белки пережили процесс фоссилизации.

При деминерализации кости коллаген является наиболее часто обнаруживаемым белком. То же самое было и с моа. Клеланд и его коллеги исследовали коллаген, сравнивая его с коллагеном, обнаруженным у современных птиц, и проверяя, похожи ли посттрансляционные модификации (ПТМ) в коллагене моа на ПТМ в коллагене живых птиц. Посттрансляционная модификация — это естественное изменение белка после того, как он был закодирован ДНК, по сути контролирующее, как белок функционирует в организме.

Изменения, которые мы увидели в коллагене моа, были в тех же местах, где они происходят у живых птиц. Это помогает подтвердить, что извлеченный нами коллаген принадлежал именно образцу окаменелости.

Команда также обнаружила в белке диагенетические изменения, то есть произошедшие после смерти. Этот факт даст большее понимание того, как белки разрушаются после смерти, и создаст базис для оценки возраста белков, с которыми работают исследователи.

Отслеживание ПТМ дает возможность не только лучше понять биологию вымерших видов и их эволюционное родство с современными видами, но и понять, какие аспекты среды захоронения благоприятствуют сохранению.

Следующие шаги Клеланда — поиск белков и ПТМ в более древних окаменелостях или в окаменелостях, захороненных в разных условиях.