Zvětšit obrázek

T. rex z Jurského parku.

Až donedávna se věřilo, že paleontologové mají pro své bádání k dispozici jen a pouze zkamenělé kosti. Postupně se ukázalo, že se v některých šťastných případech u relativně mladých fosilií může najít i DNA. Moderní molekulární technologie dokážou vysát a zpracovat data i ze zcela nepatrných množství dědičné informace.

Zvětšit obrázek

Mastodon (Mammut americanum), svého času velmi běžný, dnes již jen fosilní.

Nová převratná studie amerických odborníků poprvé dokládá, že se ve zkamenělých kostech mohou uchovat i čitelné stopy proteinů. Pro mnohé je to jistě velké překvapení. Autoři dvou souběžných publikací objevili a přečetli sekvenci fragmentů proteinů z kostí několik set tisíc let staré fosilie mastodonta (Mammut americanum) a celých 68 miliónů let starých kostí proslulého tyranosaura (Tyrannosaurus rex).

Když nějaké zvíře zemře, tak se jeho proteiny postupně začnou rozpadat. Pokud má dotyčná mrtvolka štěstí a vykročí na cestu fosilizace, jsou její proteiny zvolna nahrazovány minerálními látkami. Obecně se předpokládalo, že taková mineralizace trvá maximálně do 1 miliónu let.

Pohled dovnitř kostí T. rexe.

Nedávno ovšem byly ve fosilních kostech tyranosaura nalezeny zbytky měkkých tkání. Jejich chemické a molekulární analýzy postupně ukázaly, že by eventuelně mohly obsahovat fragmenty původních proteinů. Podezření se nakonec potvrdilo a badatelé ve fosilních kostech objevili aminokyseliny stavebního vláknitého proteinu kolagenu. Nalezené proteiny jsou v tak v dobrém stavu, že lze nejen ověřit přítomnost proteinů, ale dokonce přímo dotyčné proteiny identifikovat.

Zvětšit obrázek

Hierarchická struktura kolagenu.

Velká výhoda kostí spočívá v tom, že kostní tkáň je vlastně už během života živočichů mixem proteinů a minerálů. Vědcům se podařilo demineralizovat fosilizovanou kostní tkáň tyranosaura i mastodonta a vylovit skryté proteiny.
Z čerstvých zvířat nebo mladých fosilií to jde relativně snadno, nikdo by ale nečekal, že to bude možné u 68 miliónu let starých kostí. Navíc se ukázalo, že aminokyseliny nalezených fragmentů kolagenu tyranosaura spojují rovněž velmi překvapivě slušně stabilní peptidické vazby.

K přečtení zázračně vylovených útržků proteinů autoři použili hmotnostní spektrometrii. Je to vpravdě historický okamžik, poprvé jsou k dispozici molekulární data pro vymřelou linii neptačích dinosaurů.
Získané sekvence kolagenu tyranosaura přesvědčivě potvrdily to, co fylogenetické analýzy založené na kostech tvrdí už dlouho, totiž že ptáci jsou dinosauři. Tyranosauří kolagen je totiž nejpodobnější kuřecímu. Kolagen mastodonta se poměrně očekávaně nejvíc podobal kolagenu savců.

Zvětšit obrázek

Získat protein T. rexe rozhodně nebylo snadné.

Zdá se, že budeme muset významně poopravit náš pohled na proces fosilizace. Paleontologům se najednou otevřela dříve prakticky nepřístupná komnata molekulárních fylogenetických metod a v blízké budoucnosti se můžeme dočkat mnoha dalších zajímavých objevů. Studie bude mít i řadu praktických aplikací, například v medicíně. Použité technologie identifikace proteinů ve fosilních kostech totiž pravděpodobně bude možné s úspěchem využít při studiu onemocnění, při nichž má význam hledat a určovat konkrétní proteiny, jako je třeba rakovina.

Pramen:
Science 316: 277-280, 280-285