打破時間限制,科學家在170萬年前的犀牛牙齒中提取出遺傳信息

2020-12-18 科技工作者之家

這是來自德馬尼西的梅式犀牛(stephanorhinus)的頭骨

近日,哥本哈根大學和劍橋大學聖約翰學院的科學家們在一頭170萬年前的犀牛的牙釉質中發現了一組幾乎完整的蛋白質(蛋白質組),並從中提取出目前最為古老的遺傳學數據,比從一匹70萬年前的馬身上提取的最古老的DNA序列還要古老100萬年。相關論文於9月11日發表在《自然》雜誌。

哥本哈根大學全球研究所的古蛋白質組學專家Enrico Cappellini教授是這篇論文的第一作者。他說:「20年來,古代DNA一直被用來解決滅絕物種的進化、適應和人類遷徙等問題,但它也有局限性。現在,我們打破通常的DNA保存時間限制,第一次獲得了古老的遺傳信息並重建分子進化。這項對牙釉質中古老蛋白質的新分析,將為分子進化研究開啟新的篇章。」

目前,我們只有最近40萬年的DNA數據由於從基因上追蹤人類的進化歷程。然而現代人類和黑猩猩(與人類基因最接近的現存物種)的譜系在大約六七百萬年前就已經分開,這意味著對現代人類90%以上的進化路徑,我們都沒有遺傳信息可供參考。科學家們也不知道我們和已經滅絕的物種(如直立人,已知最古老的人類物種,擁有與現代人相似的身體比例)之間有什麼基因聯繫,因為目前所知道的一切幾乎都是基於解剖學信息,而不是基因信息。

現在,研究人員從生活在177萬年前的梅式犀牛(stephanorhinus,一種已經滅絕的犀牛,生活在更新世的歐亞大陸)的牙齒中提取到了遺傳信息——研究人員從這具在喬治亞州德馬尼西發現的古化石中提取牙釉質樣本,並利用基於質譜的蛋白質測序方法對這些古蛋白質進行了測序,獲得了此前無法通過DNA測試獲得的遺傳信息。

牙釉質是哺乳動物體內最堅硬的物質。在這項研究中,研究人員發現,這種蛋白質比DNA的壽命更長,比膠原蛋白(迄今為止從100萬年以上的化石中發現的唯一一種蛋白質)的遺傳信息更豐富。

該論文的第一作者Eske Willerslev教授說:「這項研究改變了遊戲規則,為人類和哺乳動物進化的進一步研究提供了許多選擇。它將徹底改變基於分子標記研究進化的方法,並為古代生物分子研究開闢一個全新的領域。」

科界原創

編譯:花花

審稿:alone

責編:張夢

期刊來源:《自然》

期刊編號:0028-0836

原文連結:

https://phys.org/news/2019-09-game-changing-evolution-mysteries.htmlhttps://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-09/sjcu-rc090619.php

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