Белки древних скелетов могут дать ключ к пониманию эволюции человека

Исследователи находятся на пороге получения новых знаний о генеалогическом древе человечества благодаря анализу древних белков — области палеопротеомики.

Сила белков

• Палеопротеомика позволяет получить информацию, недоступную при изучении ДНК, и быстро развивается.
• Древние белки могут сохраняться в различных условиях, включая тропические среды, что расширяет географию исследований.

Проект BACKWARD под руководством доктора Энрико Каппеллини из Университета Копенгагена продлится до конца 2026 года и направлен на изучение эволюции гоминид (широкая группа, включающая всех человекообразных обезьян и их предков).

В июле 2023 года команда Каппеллини опубликовала в bioRxiv самые древние генетические данные, когда-либо полученные от гоминина (более узкая категория, включающая виды, считающиеся людьми или их прямыми предками). Белки были извлечены из эмали зубов возрастом 2 миллиона лет, найденных в пещере в Колыбели человечества (ЮАР).

Обратная инженерия

• Белки — это выражение генетической информации, и их аминокислотную последовательность можно использовать для получения данных о ДНК.
• Белки сохраняются намного дольше, чем ДНК, что особенно важно для изучения среднего плейстоцена (777 000–126 000 лет назад), где сохранность ДНК крайне низка.

Проект PROSPER под руководством доктора Фридо Велкера (до ноября 2025 года) нацелен на улучшение методов извлечения и анализа древних белков из скелетов, минимизируя повреждение окаменелостей. Цель — получить достаточно данных для ответа на эволюционные вопросы, относящиеся к периоду старше 130 000 лет.

За пределами ДНК

Хотя анализ древней ДНК позволил идентифицировать ранее неизвестные виды, например, денисовцев, ДНК не сохраняется достаточно долго. Белки открывают доступ к гораздо более древним источникам данных.

PROSPER также будет изучать проблему контаминации образцов при раскопках и работе с ними.

Древние орангутаны

В 2019 году Велкер, Каппеллини и коллеги извлекли белки из моляра возрастом 1,9 миллиона лет, принадлежавшего вымершему виду гигантопитека Gigantopithecus blacki. Анализ показал, что этот вид был тесно связан с орангутанами, имея с ними общего предка, жившего 10–12 миллионов лет назад.

Это открытие доказало, что протеомы возрастом около 2 миллионов лет можно извлечь из образцов, сохранившихся в тропических условиях, что расширило временные и географические рамки биомолекулярных исследований эволюции гоминид и гоминин.

Теперь задача — применить эти методы к материалу из Африки, где обнаружено множество окаменелостей гоминин, но извлечение белка из них является крайне сложной задачей из-за его малого количества.

Расшифровка этих древних белков может пролить свет на эволюционные связи древних людей, их расселение из Африки и связь с археологическими находками, что, в свою очередь, даст новые ключи к пониманию древней истории самого человечества.