Yeni yöntem, eski insan kalıntılarındaki proteinlere erişmenin anahtarını sağlar

Beyin ve kaslardan mide ve cilde - korunmuş yumuşak dokular geçmişe ve bireylerin yaşamlarına benzersiz bilgiler sunabilir. Ancak şimdiye kadar, bu bilgi hazinesi büyük ölçüde bilime erişilemedi. Yeni çalışmada, lisansüstü araştırmacı Alexandra Morton-Hayward (Oxford Üniversitesi) liderliğindeki ekip, eski yumuşak dokulardan proteinleri çıkarmak ve tanımlamak için ilk sağlam yöntemi geliştirdi, daha sonra arkeolojik insan beyin örnekleri üzerindeki kapasitesini gösterdi.

Morton-Hayward, "Şimdiye kadar, antik proteinler üzerine yapılan çalışmalar büyük ölçüde kemikler ve dişler gibi mineralize dokularla sınırlandırıldı" diyor. "Ancak çok daha zengin bir biyolojik bilgi kaynağı olan iç organlar bir 'kara kutu' olarak kaldı çünkü analizleri için yerleşik bir protokol yoktu. Yöntemimiz bunu değiştiriyor."

Kilit bir engel, proteinleri kurtarmak için hücre zarlarını bozmanın etkili bir yolunu bulmaktı. Viktorya döneminde bir çalışma evi mezarlığından kazılan 200 yaşındaki insan beyninden alınan örnekler üzerinde on farklı stratejiyi test ettikten sonra, ekip üre (idrarın önemli bir bileşeni) içindeki proteinleri serbest bırakarak hücreleri başarılı bir şekilde kırdığını keşfetti.

Ekstraksiyondan sonra proteinler daha sonra sıvı kromatografisi ile ayrılır ve kütle spektrometrisi (proteinleri kütle ve elektrik yüklerine göre ayıran analitik bir teknik) kullanılarak tanımlanır. Ekip, sıvı kromatografisi-kütle spektrometresi aşamasını, yüksek alan asimetrik dalga formu iyon hareket spektrometrisi (iyonları bir elektrik alanında nasıl hareket ettiklerine göre ayıran) adlı bir yöntemle birleştirerek,%40'a kadar tanımlanan protein sayısını artırabileceklerini buldu. Bu, tekniği, bozulmuş veya çok karmaşık karışımlar da dahil olmak üzere, analiz edilmesi zor örneklerden proteinleri geri kazanmak için güçlü bir yaklaşım haline getirir.

Morton-Hayward ekledi: "Her şey ayrılmaya geliyor: Ek adımlar ekleyerek, ilgili molekülleri güvenle tanımlama olasılığınız daha yüksektir. Biraz Lego kovasını atmaya benziyor: Parçalar arasında renkle, sonra şekil, sonra boyut vb.

Kombine yöntemi kullanarak, ekip sadece 2.5 mg örnekten 1.200'den fazla antik protein tanımladı - herhangi bir arkeolojik materyalden şimdiye kadar bildirilen en büyük ve en çeşitli paleoproteom. Araştırmacılar, proteinlerin arkeolojik kayıtlarda DNA'dan çok daha uzun süre hayatta kaldıkları ve bize bireyin genetik planlarının ötesinde yaşadığı deneyim hakkında bilgi verebildikleri için, son ve derin geçmişte gezinmek için ideal bir araç olduğuna dikkat çekiyorlar.

Oxford Üniversitesi İlaç Keşif Merkezi'nde çalışan ekip, insan sinir sisteminin moleküler karmaşıklığını yansıtan, ancak Alzheimer ve Multipl skleroz gibi nörolojik hastalıkların potansiyel biyobelirteçlerini belirleyen, sağlıklı beyin fonksiyonunu yöneten çok çeşitli proteinler tanımladı. Morton-Hayward, "Psikiyatrik hastalık ve zihinsel sağlık bozuklukları da dahil olmak üzere insan hastalıklarının büyük çoğunluğu kemikte hiçbir iz bırakmıyor, bu yüzden esasen arkeolojik kayıtta görünmezler" diyor. "Bu yeni teknik, daha önce bakmadığımız insanlık tarihine bir pencere açıyor."

İnsan proteinlerinin% 10'undan daha azı, iç organlarda yaklaşık% 75'e kıyasla kemikte ifade edildiğinden, bu teknik eski diyet, hastalık, çevre ve evrimsel ilişkiler hakkındaki anlayışımızı büyük ölçüde genişletmeyi vaat etmektedir. Kıdemli yazar, Oxford Üniversitesi İlaç Keşif Merkezi Profesör Roman Fischer şunları ekledi: "Eski yumuşak dokulardan protein biyobelirteçlerinin geri alınmasını sağlayarak, bu iş akışı, geçmiş popülasyonların sağlığını anlama yeteneğimizi dönüştürerek patolojiyi iskeletin ötesinde araştırmamıza izin veriyor."

Yöntem, mumyalanmış kalıntılardan bog bedenlerine ve antikorlardan peptit hormonlarına kadar çok çeşitli arkeolojik malzeme ve ortamlara uygulanabilirliğine ilgi duymuştur.

Çalışmaya dahil olmayan Cambridge Üniversitesi Zooloji Bölümü Dr Christiana Scheib şunları söyledi: "Eski yumuşak dokular bu kadar nadiren korunur, ancak evrimsel tarihle ilgili bu kadar güçlü bilgileri tutabilir. İlk olarak bu materyallerden ilgili bilgi edinmenin en iyi yolunu geliştirmek, yani bu tür bir çalışma için çok iyi bir şekilde görülür. Bu çalışmanın sağladığı gelecekteki protein verilerinden ne çıkarılacak. "