по популярности / по алфавиту

эксперт
Научные и НФ-комиксы на Реакторе

Михаил Заславский: Парадоксальный взгляд комиксиста может подтолкнуть ученых к открытию

«Взрослые и увлекательные комиксы будут следовать за главными событиями науки и дополнят картину мира для интеллектуалов»

подробнее

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА В АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ

КАК УВЕЛИЧИТЬ МОЩНОСТЬ РЕАКТОРА ВВЭР 1200

НОВОСТИ О ДОБЫЧЕ УРАНА

ЗА ФАСАДОМ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ / Ответы на вопросы читателей портала reactor.space

НАНОТЕРАНОСТИКА

ЗА ФАСАДОМ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Кости динозавров сохранили древнейшие органические соединения

Кости динозавров сохранили древнейшие органические соединения

Автор:

Фото: Sergio Bertazzo

Дата : 03.02.2017 16:26

Со времени выхода фильма «Парк Юрского периода» людей занимала идея клонирования динозавров. Спустя двадцать с небольшим лет эта фантазия все еще остается фантастикой, хотя ученые уже научились выделять из костей динозавров древние белки.

Дело в том, что период полураспада ДНК довольно короток — всего 521 год, поэтому в костях динозавров его не найти. Однако в 2009 году профессор биологии университета Северной Каролины Мэри Швейцер (Mary Schweitzer) с коллегами смогла выявить последовательность протеинов в кости брахилофозавра (Brachylophosaurus canadensis), жившего 80 миллионов лет назад.

Реконструкция внешнего вида брахилофозавра. Иллюстрация: Benjamin de Bivort / Wikipedia.

Белки состоят из пептидов, и цель исследования состояла в обнаружении различимых пептидных последовательностей в костях динозавра. Для этого наряду с другими инструментами использовался высокочувствительный метод химического анализа — масс-спектрометрия. Предметом исследования стала последовательность пептида под названием коллаген I. Это наиболее распространенный белок в кости, который также повсеместно распространен в мягких и твёрдых тканях, в коже, роговице глаз, в стенке артерий и так далее.

Устройство коллагеновых волокон соединительных тканей довольно сложно: оно представляет собой череду увеличивающихся в числе переплетенных цепей. Сначала три длинные белковые цепи сворачиваются вокруг друг друга в тройную цепь, затем пять таких цепей объединяются в ещё более крупную единицу, называемую микрофибриллой; тысячи таких микрофибрилл образуют фибриллу. В результате образуется массивный, сложноскрученный белковый канат, который укрепляется минеральными веществами и становится основой костной ткани.

Лекция Мэри Швейцер.

Найденные группой Швейцер последовательность белков относится к сердцевине микрофибрилл, где им удалось сохраниться до наших дней, возможно, благодаря плотной структуре этих единиц. При этом также на это повлияло малое количество кислых аминокислот, которые негативно сказываются на темпах разрушения молекул.

Тем не менее данная работа вызвала скептицизм со стороны других исследователей, и для подтверждения научного открытия требовалось воспроизведение эксперимента. Другим группам ученых долго не удавалось подтвердить эту информацию своими исследованиями. Но в последние годы в научных журналах вышли работы, авторы которых приходят к похожим результатам.

Возможные остатки красных кровяных клеток в кости динозавра. Фото: Imperial College London.

В 2015 году Серджио Бертаццо (Sergio Bertazzo) и его коллеги из Имперского колледжа Лондона исследовали кости динозавра, жившего в меловой период примерно 75 миллионов лет назад. При помощи одного из видов масс-спектрометрии (ToF-SIMS, time-of-flight secondary ion mass spectrometry) ученым удалось найти аминокислоты, характерные для коллагеновых фибрилл, а с помощью электронной микроскопии даже удалось увидеть нитевидные структуры, напоминающие белковые «канаты». Кроме того, авторы отмечают, что им удалось также выявить остатки кровяных клеток. Результаты своей работы группа представила в Nature Communications.

Сюжет про открытие Серджио Бертаццо.

В 2017 году по этой теме уже вышли как минимум две статьи. Елена Шрётер (Elena Schroeter) из университета Северной Каролины с группой соавторов опубликовала свою статью в The Journal of Proteome Research. В ходе повторного анализа бедренной кости брахилофозавра, с которой до этого работала группа Швейцер, исследователи выявили восемь последовательностей белков, и две из них совпадают с находками 2009 года, что подтверждает возможность воспроизведения метода. Особое внимание ученые уделили отсутствию загрязнения и дополнительного внешнего воздействия, оказанного на окаменелости. Поэтому были исключены возможности вмешательства внешних бактерий, специально создана новая лаборатория, а также применялся свежеочищенный масс-спектрометр. «Мы уверены, что полученные нами результаты — это не загрязнение, и что это коллаген является оригинальным для образца», — говорит Шрётер.

Выявленные последовательности пептидов схожи с аналогичными элементами птиц, что в очередной раз подтверждает современный взгляд на родство видов.

Реконструкция внешнего вида люфенгозавра. Иллюстрация: Benjamin de Bivort / Wikipedia.

Также в 2017 году журнал Nature Communications опубликовал исследование тайваньских ученых во главе с Яо-Чанг Ли (Yao-Chang Lee). Группа работала с ребром люфенгозавра (Lufengosaurus). Он относится к подотряду завроподоморфов, отличительными признаками которого являются огромные размеры, травоядность, длинная шея, толстые конечности. Ящер, которому принадлежало это ребро, жил на территории современного Китая примерно 195 млн лет назад в начале юрского периода.

Ученые смогли при помощи инфракрасной спектроскопии и конфокальной рамановской микроскопии подтвердить наличие в ребре фрагментов коллагена, а также частиц гематита. Исследователи полагают, что гематит (оксид трехвалентного железа) частично образовался из гемоглобина — белка, содержащегося в клетках крови и связывающего ионы железа. Гематит, как считают ученые, помог «законсервировать» и сохранить коллаген, содержавшийся в Гаверсовых каналах ребра люфенгозавра. Дело в том, что после смерти животного его органические ткани разрушаются, а пустоты скелета заполняются минеральными соединениями (например, соединениями железа или кальция) и постепенно превращаются в окаменелости. В редких случаях неорганические соединения образуют вокруг мягких тканей непроницаемую «капсулу», которая предохраняет ткани от разложения.

Понравилась заметка? Поделитесь —

Комментарии (0)

Добавить комментарий

Войти с помощью: