Исторические окаменелости находят новую жизнь, рассказывающую историю древних белков

«Палеопротеомика – молодая область. Мы еще не знаем полного потенциала информации, которую он может предложить нам, и один барьер для этого – поставка окаменелостей, которые мы можем призвать к исследованию», сказал Дипэк Вэшишт, преподаватель биоинженерии и директор Центра Ренсселера Биотехнологии и Междисциплинарных Исследований. «В развитии этих методов мы создаем новую стоимость в окаменелостях, которые уже находятся на выставке, или сидящий в хранении, ждущем цели».Команда исследователей извлекла белки из первого черепа разновидностей Castoroides ohioensis когда-либо найденный.

Собранный в 1845, гигантский череп бобра – самый старый курировавший музеем костистый экземпляр, который был изучен, используя палеопротеомные инструменты. Исследователи искали белки, цепи аминокислот, собранных из инструкций, закодированных в ДНК, которые выполняют большое разнообразие функций в живых организмах. Используя анализ масс-спектрометрии, исследователи обнаружили много образцов коллагена 1, наиболее распространенный белок в кости.«Это исследование не только предоставляет захватывающую информацию о Музейном экспонате штата Нью-Йорк уникального значения – первый обнаруженный и зарегистрировало гигантский череп бобра в мире – это также подчеркивает игру музейных коллекций решающей роли в исследовании и открытии», сказал Роберт Ферэнек, куратор Музея штата Нью-Йорк позвоночной палеонтологии. «Не поддерживая коллекции, богатые разнообразием экземпляров, и древнее и современное, подобное исследование, которое исследует эти окна в наше прошлое, не было бы возможно».

Сложная задача к догонянию существующих коллекций окаменелости – то, что они не были собраны в целях палеопротеомики, и они не могли быть сохранены в условиях, оптимальных к методам извлечения и анализа белка, сказал Тимоти Клелэнд, постдокторский исследователь раньше в Ренселлеровском политехническом институте и теперь в Техасском-университете-Остине.«В палеопротеомике мы обычно смотрели на экземпляры, собранные недавно, и тщательно хранили в условиях с контролируемой атмосферой. В этом случае мы смотрим на экземпляр, который сидел на пыли сбора полки для большей части ее жизни», сказал Клелэнд. «Таким образом, мы хотели знать – мы можем посмотреть на эти исторически собранные экземпляры и вытащить информацию о белке?»

То, когда исследователи изучили гигантский череп бобра, первая вещь, которую они заметили, состояла в том, что у этого, казалось, был лак, общее лечение раньше сохраняло окаменелости, относилось за пределами него. Чтобы избежать лака (который является самостоятельно органически базирующимся), они взяли образцы от носовых впадин черепа.

Они удалили небольшую выборку кости, извлекли сохраненные белки, переваренные с ферментом, и проанализировали части белка с масс-спектрометрией.Анализ определил основную последовательность аминокислот в белке обнаруженные, а также постпереводные модификации, химические изменения на поверхности белка, которые не определены ДНК. У и основной последовательности и постпереводных модификаций есть стоимость исследователям, и та стоимость увеличится, поскольку больше экземпляров проанализировано, и больше информации становится доступным, сказал Клелэнд.

База данных основных последовательностей белка, например, могла быть полезной в разъяснении эволюционных деревьев в обратном проектировании белков, чтобы понять, как конкретные белки развились в течение времени, или в «восстановлении» последовательности, которая может не существовать теперь для терапевтического использования.Cleland был особенно взволнован способностью обнаружить окаменелость постпереводные модификации, открытие, у которого есть мало прецедента в появляющейся области. Постпереводные модификации – такое недавнее дополнение к палеопротеомике, что он сказал, что исследователи просто царапают поверхность того, что может быть сделано с ним.

«Коллаген, например, является действительно долговечным белком – мы сохраняем часть коллагена, мы терпимся для наших всех жизней. Изучая постпереводные модификации к коллагену, мы можем изучить то, что организм делает к его коллагену, таким образом, это может функционировать лучше – например, становятся более твердыми или более гибкими», сказал Клелэнд. «Теперь вообразите, смогли ли мы создать базу данных постпереводной модификации к древним организмам, мы могли бы начать делать выводы об эволюционных изменениях или использовать их в разработке белка, чтобы посмотреть на то, как функция в древнем белке выдерживает сравнение с тем же самым белком у живущих животных».


Блог Парамона