為恐龍骨骼中的蛋白質(zhì)干杯

根據(jù)耶魯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項新研究，烤焦的吐司和恐龍骨骼有共同的特征。它們都含有化學(xué)物質(zhì)，在適當?shù)臈l件下，將原始蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為新蛋白質(zhì)。這個過程可以幫助研究人員了解恐龍骨骼中的軟組織細胞是如何存活數(shù)億年的。

耶魯大學(xué)、美國自然歷史博物館、布魯塞爾大學(xué)和波恩大學(xué)的研究團隊于11月9日在《自然通訊》雜志上宣布了這一發(fā)現(xiàn)。一段時間以來，恐龍骨骼中的軟組織化石一直是研究者們爭論的話題。堅硬的組織，如骨頭、蛋、牙齒和琺瑯質(zhì)鱗片，可以很好地保存在化石中。儲存在硬組織中的軟組織，如血管、細胞和神經(jīng)，更脆弱，被認為死后會迅速腐爛。這些軟組織主要由蛋白質(zhì)組成，相信大約四百萬年后蛋白質(zhì)會完全降解。

然而，恐龍骨骼要古老得多，大約有1億年的歷史，它們偶爾會保留類似細胞和血管的有機結(jié)構(gòu)。解決這一悖論的各種嘗試都未能提供決定性的答案?！拔覀兘邮芰死斫獾鞍踪|(zhì)化石的挑戰(zhàn)，”耶魯大學(xué)古生物學(xué)家Jasmina Wiemann說，他是這項研究的主要作者。“我們測試了35個化石骨骼、蛋殼和牙齒的樣本，以了解它們是否能保留蛋白質(zhì)的軟組織，找出它們的化學(xué)成分，并確保它們能存活數(shù)百萬年?！?

研究人員發(fā)現(xiàn)，軟組織保存在氧化環(huán)境中的樣本中，如砂巖和淺海石灰?guī)r。軟組織轉(zhuǎn)化為更高級的糖氧化和脂氧化產(chǎn)物(AGEs和ALE)，這些產(chǎn)物抗腐爛和降解。它們在結(jié)構(gòu)上也可與在烤面包上染黑殼的化合物相媲美。AGEs和ALE的特點是棕色，可以用來給含有它們的化石骨骼和牙齒染色。這些化合物是疏水的，這意味著它們可以抵抗水的正常影響，并具有細菌難以消耗它們的特性。

Wiemann和她的同事通過脫鈣化石和對釋放的軟組織結(jié)構(gòu)成像發(fā)現(xiàn)了他們的發(fā)現(xiàn)。他們將拉曼顯微光譜(一種分析樣品中無機和有機成分的非破壞性方法)應(yīng)用于提取的化石軟組織。在這個過程中，指向組織的激光能量引起分子振動，分子振動攜帶了現(xiàn)有化學(xué)物質(zhì)的光譜指紋。

合著者德里克布里格斯(Derek Briggs)是耶魯大學(xué)地質(zhì)學(xué)和地球物理學(xué)教授、耶魯大學(xué)皮博迪自然歷史博物館館長G. Evelyn Hutchinson，他說，這項研究指出了化石中可能存在軟組織的地方，包括砂巖、沙丘和河流沉積的淺海石灰?guī)r。布里格斯說：“我們的結(jié)果顯示了化學(xué)變化如何解釋這些軟組織的骨化，并決定了這一過程發(fā)生的環(huán)境類型?！笆杖胧窃诳赡馨l(fā)生這種保護的領(lǐng)域中設(shè)置的一種方式，這擴展了古代脊椎動物生物學(xué)和生態(tài)學(xué)的重要證據(jù)來源?！边@項研究的其他共同作者是耶魯大學(xué)的馬特奧法布里、波恩大學(xué)的馬丁桑德和楊子瑞、布魯塞爾大學(xué)的科恩斯坦和美國自然歷史博物館的馬克諾爾。

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