Используя секвенирование древних белков, исследователи получили генетическую информацию от вымершего гигантского примата возрастом 1,9 миллиона лет, который жил в субтропической зоне на юге Китая. Генетическая информация позволяет исследователям раскрыть эволюционное положение Gigantopithecus blacki, примата трехметрового роста и весом до 600 кг, что делает орангутанга его ближайшим из ныне живущих родственников.
Это первый случай, когда такой старый генетический материал был извлечен из теплой и влажной среды. Исследование опубликовано в научном журнале Nature, и его результаты являются новаторскими в области эволюционной биологии, по словам Фридо Велкера, постдока Института глобуса на факультете здравоохранения и медицинских наук и первого автора исследования.
'Приматы относительно близки к людям с точки зрения эволюции. С помощью этого исследования мы показываем, что можем использовать секвенирование белков для извлечения древней генетической информации от приматов, живущих в субтропических районах, даже когда окаменелости два миллиона лет. До сих пор было возможно получить генетическую информацию только из окаменелостей возрастом до 10 000 лет в теплых и влажных районах. Это интересно, потому что древние останки предполагаемых предков нашего вида, Homo sapiens, также в основном находят в субтропических районах, особенно на ранней стадии эволюции человека. Это означает, что мы потенциально можем получить аналогичную информацию об эволюционной линии, ведущей к человеку», - говорит Фридо Велкер.
Сегодня ученые знают, что линии человека и шимпанзе разделились около семи или восьми миллионов лет назад. Однако с помощью предыдущих методологий они могли получить только генетическую информацию человека не старше 400 000 лет. Новые результаты показывают возможность продлить генетическую реконструкцию эволюционных отношений между нашими видами и вымершими еще дальше во времени, по крайней мере, до двух миллионов лет, охватывающих гораздо большую часть всей человеческой эволюции.
Анализ белков древней зубной эмали с использованием протеомики на основе масс-спектрометрии
В недавнем исследовании, также опубликованном в журнале Nature, Энрико Каппеллини, доцент Института глобуса и старший автор этого исследования, первоначально продемонстрировал вместе с международной командой коллег огромный потенциал секвенирования древних белков.
'Секвенируя белки, извлеченные из зубной эмали возрастом около двух миллионов лет, мы показали, что можно уверенно реконструировать эволюционные взаимоотношения видов животных, которые вымерли слишком далеко во времени, чтобы их ДНК сохранилась до наших дней. В этом исследовании мы даже можем заключить, что линии орангутана и гигантопитека разделились около 12 миллионов лет назад», - говорит Энрико Каппеллини.
Секвенирование белковых остатков, которым два миллиона лет, стало возможным благодаря расширению до предела технологии, лежащей в основе протеомных открытий: масс-спектрометрии. Современные масс-спектрометры и передовые знания в области палеопротеомики, необходимые для получения максимальной отдачи от такого сложного оборудования, являются ключевыми ресурсами, полученными в результате десятилетнего стратегического сотрудничества с Джеспером Вельгаардом Олсеном, профессором Центра белковых исследований Фонда Ново Нордиск и соавтором. в этом исследовании.
Тайна гигантопитека
Ископаемые свидетельства, приписываемые Gigantopithecus, были первоначально обнаружены на юге Китая в 1935 году, и в настоящее время они ограничены лишь несколькими нижними челюстями и множеством зубов. Ни полного черепа, ни других костей от остальной части скелета до сих пор не найдено. В результате было много предположений о внешности этого таинственного животного.
'Предыдущие попытки понять, какой из живых организмов больше всего похож на Gigantopithecus, могли быть основаны только на сравнении формы окаменелостей со скелетным справочным материалом современных человекообразных обезьян. Анализ древней ДНК был невозможен, потому что гигантопитек вымер примерно 300 000 лет назад, а в географическом районе, который занимал гигантопитек, до сих пор не было обнаружено ДНК старше примерно 10 000 лет. Соответственно, мы решили секвенировать белки зубной эмали, чтобы реконструировать его эволюционную связь с современными человекообразными обезьянами, и мы обнаружили, что орангутанг является «ближайшим из ныне живущих родственников» гигантопитека, - говорит Энрико Каппеллини.
Изучение эволюции человека с помощью палеопротеомики будет продолжено в ближайшие годы в рамках недавно созданной Европейской учебной сети (ETN) Марии Скёдовской-Кюри «Палеопротеомика для развития исследований истории человечества (PUSHH)».
Исследование финансируется в основном VILLUM FONDEN, Фондом Ново Нордиск и программами индивидуальных стипендий Marie Sklowowska-Curie Actions и Международной обучающей сети.