Tim kineskih naučnika uspešno je izvukao drevne proteine iz gleđi šest H. erectus zuba starosti oko 400.000 godina koristeći mikro-destruktivnu tehniku, čime je sačuvana morfologija fosila. Otkrivene su dve značajne varijante u proteinu ameloblastinu: AMBN(A253G), specifična za ove kineske uzorke, i AMBN(M273V), koja može ukazivati na genetske veze između istočnoazijskog H. erectus, denisovana i određenih modernih populacija. Studija pokazuje da paleoproteomika iz gleđi može pružiti nove molekularne uvide tamo gde DNK ne opstaje, ali su zaključci ograničeni malim brojem uzoraka.
Proteini iz zuba otkrivaju neočekivane veze između istočnoazijskog Homo erectus-a, denisovana i modernih ljudi
Ancient tooth proteins from China suggest Homo erectus may have passed genetic variants into Denisovans and later some humans. (CREDIT: Shutterstock)
Mali broj dobro očuvanih zuba iz Kine dao je naučnicima neobičan uvid u jedno od najtežih poglavlja ljudske evolucije. Tim kineskih istraživača primenom minimalno invazivne tehnike izvukao je drevne proteine iz gleđi šest Homo erectus zuba starosti oko 400.000 godina, čime je očuvan spoljašnji izgled fosila i dobijeni novi molekularni podaci.
The geographic locations and samples of the Middle Pleistocene H. erectus sites used in this study. (CREDIT: Nature)
Šta su istraživači uradili
Vođa studije Fu Qiaomei i saradnici sa Instituta za paleontologiju i paleoantropologiju Kineske akademije nauka upotrebili su mikro-destruktivno kiselinsko erodiranje, a zatim LC-MS/MS analizu (tečna hromatografija u tandemu sa masenom spektrometrijom) kako bi izdvojili i identifikovali peptide iz gleđi. Uzorci su potekli iz tri nalazišta u Kini: Zhoukoudian (u blizini Pekinga), Hexian (Anhui) i Sunjiadong (Henan); za poređenje je korišćen i zub iz Harbina povezan s ranije prijavljenim denisovanskim nalazom.
A possible model of gene flow related to AMBN(M273V) among H. erectus associated with the populations of Zhoukoudian, Hexian and Sunjiadong, Denisovans and modern humans. (CREDIT: Nature)
Koji su ključni nalazi
Iz svih šest H. erectus zuba i Harbinovog uzorka izdvojeno je između 650 i 3.457 peptida iz 6–11 proteina povezanih sa gleđi. Analize su ukazale da su ti proteini autentični i starosni (endogeni), zasnovano na sastavu amino-kiselina, dužini peptida, obrascima razgradnje i povišenoj deamidaciji.
Ancient enamel protein preservation and sex identification of six Middle Pleistocene H. erectus specimens and the Harbin individual. (CREDIT: Nature)
Dve amino-kiselinske varijante u proteinu ameloblastinu (AMBN) su posebno važne. Prva, AMBN(A253G), dosad nije bila opisivana i pojavila se u svim šest kineskih H. erectus uzoraka, ali ne i u drugim uporednim podacima (neandertalci, denisovani, Homo antecessor, uzorak iz Dmanisija ili moderni ljudi iz HGDP). To sugeriše da fosili iz Zhoukoudiana, Hexiana i Sunjiadonga pripadaju istoj srednjepleistocenskoj populacionoj grupi.
Permutation test p-values for DNA sequence divergence between modern Africans compared with a Denisovan and a Neanderthal. (CREDIT: Nature)
Druga varijanta, AMBN(M273V), takođe je prisutna u svih šest zuba. Ranije je smatrana denisovanskom-specifičnom, ali novi nalazi ukazuju na drugačiji scenarij: varijanta je mogla poticati iz populacije povezane sa istočnoazijskim H. erectus, potom preneta u denisovansku liniju putem mešanja, a odatle delimično u neke moderne populacije (npr. Filipini, delovi Indije i Papua Nova Gvineja).
Metodološki i širi značaj
Studija ističe vrednost paleoproteomike za proučavanje fosila koji su previše dragoceni za destruktivne analize. Autori su uveli i dodatne alate: protokol za proveru autentičnosti proteina, upoređivanje kroz više analitičkih pipeline-a i određivanje pola preko muško-specifičnog proteina gleđi AMELY. Rezultati polnog određivanja sugerišu da su većina analiziranih zuba potekla od muških jedinki, dok je jedan Sunjiadong zub ženski.
Ograničenja i dalje neizvesnosti
Upozorenje iz same studije je da su zaključci zasnovani na relativno malom uzorku (šest zuba iz tri nalazišta i jedan Harbinov uzorak). Autori nude model genetskih tokova (introgressije) kao mogućnost, a ne konačnu mapu srodnosti. Potrebni su dodatni podaci iz drugih regiona i vremenskih perioda da bi se razjasnila varijabilnost H. erectus i priroda njihove interakcije sa denisovanima.
Zaključak
Ovaj rad pokazuje da gleđni proteini mogu čuvati informacije koje DNK često ne sačuva, posebno u toplijim ili starijim kontekstima. Ako se metode potvrde na većem broju uzoraka, paleoproteomika bi mogla značajno dopuniti ili preraspodeliti naše razumevanje populacione istorije izumrlih ljudskih grana i njihovog doprinosa modernim populacijama.
Izvor: Rezultati studije objavljeni su u časopisu Nature.
Pomozite nam da budemo bolji.
