Proteine, Weichgewebe von 80 Millionen Jahre alten Hadrosauriern verleihen der Theorie, die Moleküle im Laufe der Zeit bewahren, zusätzliches Gewicht

Proteine, Weichgewebe von 80 Millionen Jahre alten Hadrosauriern verleihen der Theorie, die Moleküle im Laufe der Zeit bewahren, zusätzliches Gewicht
Anonim

- Ein Paläontologe der North Carolina State University hat mehr Beweise dafür, dass Weichgewebe und ursprüngliche Proteine ​​im Laufe der Zeit - auch in fossilen Überresten - in Form neuer Proteinsequenzdaten eines 80 Millionen Jahre alten Hadrosauriers oder Entenschnabels erhalten bleiben können Dinosaurier.

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Dr. Mary Schweitzer, außerordentliche Professorin für Meeres-, Geo- und Atmosphärenwissenschaften am NC State mit einer gemeinsamen Ernennung am NC Museum of Natural History, zusammen mit der Kollegin Dr. John Asara vom Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) und der Harvard Medical School, Dr. Chris Organ von der Harvard University und ein Team von Forschern der Montana State University, des Dana Farber Cancer Institute und der Matrix Science Ltd. analysierten die Hadrosaurier-Proben.

Die Ergebnisse der Forscher erscheinen in der Science- Ausgabe vom 1. Mai.

Schweitzer und Asara hatten zuvor mehrere Methoden zur Analyse von Weichgewebe verwendet, das aus einem 68 Millionen Jahre alten Tyrannosaurus Rex gewonnen worden war. Massenspektrometrie an Extrakten von T. rex-Knochen stützte ihre Theorie, dass es sich bei den Materialien um Originalproteine ​​des Dinosauriers handelte.

Diese Arbeiten waren umstritten und das Team wollte zeigen, dass die molekulare Konservierung dieser Art bei Dinosauriern kein Einzelfall ist. Basierend auf anderen Studien haben sie Vorhersagen über die Art der Umgebung gemacht, die diese Erhaltung am ehesten begünstigt. Deshalb suchten Schweitzer und seine Schüler in Zusammenarbeit mit den Feldmannschaften des Jack Horner Museum of the Rockies nach einem Dinosaurier, der unter viel Sandstein konserviert war. Mithilfe einer speziell entwickelten Feldmethode, mit der die Exposition der Umwelt vermieden werden soll, bis sich das Fossil im Labor befindet, wurde der Oberschenkelknochen eines Brachylophosaurus canadensis - eines tief in Sandstein in der Judith River-Formation vergrabenen Hadrosauriers - beiseite gelegt.

"Diese spezielle Probe wurde für die Studie ausgewählt, da sie unsere Kriterien für die Bedingungen für eine schnelle Bestattung in tiefen Sandsteinen erfüllt", sagt Schweitzer. "Wir wissen, dass in dem Moment, in dem das Fossil aus dem chemischen Gleichgewicht gebracht wird, alle organischen Überreste sofort dem Abbau unterliegen. Je schneller wir es vom Boden in ein Reagenzglas befördern können, desto größer ist die Chance, dass wir die ursprünglichen Gewebe und Moleküle zurückgewinnen."

Die vorläufigen Ergebnisse schienen ihre Methodik zu bestätigen, da Schweitzer Hinweise auf dieselbe faserige Matrix, dieselben transparenten, flexiblen Gefäße und dieselben konservierten Mikrostrukturen fand, die sie in der T. rex-Probe im viel älteren Hadrosaurierknochen gesehen hatte. Aufgrund der Schnelligkeit der Analysen nach dem Entfernen der Knochen war die Konservierung dieser Dinosaurierkomponenten sogar noch besser. Die Proben wurden sowohl mit Durchlicht- als auch mit Elektronenmikroskopen mikroskopisch untersucht, um zu bestätigen, dass sie in Bezug auf das Aussehen mit Kollagen konsistent waren. Sie wurden auch gegen Antikörper getestet, von denen bekannt ist, dass sie mit Kollagen und anderen Proteinen reagieren.

Als nächstes schickte Schweitzer die Proben zur Analyse mit einem neuen Massenspektrometer in Asaras Labor, das Sequenzen mit einer viel höheren Auflösung erzeugen konnte als die zuvor verwendeten. Massenspektrometrie identifiziert Moleküle, indem die Masse der Proteinfragmente oder Peptide gemessen wird, die beim Zerlegen von Molekülen mit bestimmten Enzymen entstehen. Die Massen werden mit sehr hoher Massengenauigkeit gemessen und dann mit vorhandenen Datenbanken von Proteinen verglichen, um eine optimale Anpassung zu erzielen. Auf diese Weise konnte Asara acht Kollagenpeptide aus dem Hadrosaurier identifizieren und dann die Identität der Sequenzen bestätigen, indem sie sie sowohl mit synthetisierten Fragmenten als auch mit modernen Proteinen verglichen, die unter den gleichen Bedingungen analysiert wurden. Sobald die Sequenzdaten validiert waren, wurden sie von Organ ausgewertet, das feststellte, dass der Proteinfamilienbaum dieses Dinosauriers wie T. rex dem von modernen Vögeln näher ist als dem von Alligatoren.

Alle Ergebnisse wurden von Forschern des BIDMC, der Montana State University, der Harvard University, des Dana Farber Cancer Institute und der Matrix Science of London unabhängig überprüft.

Die Daten stimmten mit denen der früheren T. rex-Analyse überein und bestätigten, dass die molekulare Konservierung in fossilen Überresten kein Einzelfall ist. "Wir haben eine verbesserte Methodik mit besseren Instrumenten verwendet, mehr Experimente durchgeführt und die Ergebnisse von anderen unabhängigen Labors überprüfen lassen", sagt Schweitzer. "Diese Daten bauen nicht nur auf dem auf, was wir vom T. rex erhalten haben, sondern treiben die Forschung noch weiter voran."

Schweitzer hofft, dass diese Entdeckung dazu führen wird, dass andere Wissenschaftler mehr über diese alten Moleküle arbeiten.

"Ich hoffe, dass wir diese Arbeit in Zukunft als Ausgangspunkt nutzen können, um nach anderen Proteinen zu suchen, die speziesspezifischer als Kollagen sind. Sie wird uns viel klarere Einblicke in alle möglichen evolutionären Fragen geben."

Weitere Informationen: "Biomolekulare Charakterisierung und Proteinsequenzen des kampanischen Hadrosauriers Brachylophosaurus canadensis" Autoren: Mary H. Schweitzer, North Carolina State University und NC Museum of Natural Sciences; John M. Asara, Beth-Israel-Diakonissen-Medizinzentrum und Harvard Medical School et al. Veröffentlicht: 1. Mai 2009 in Science

Quelle: North Carolina State University (Nachrichten: Web)