古代骨骼中的蛋白質可以為人類進化提供關鍵的見解

2025-12-07 10:37:55 分類：探索 閱讀(69397)

古代骨骼中的蛋白質可以為人類進化提供關鍵的見解。鳴謝:來自uux.cn/Pexels的中的質Andrea Piacquadio
（神秘的地球uux.cn）據《地平線:歐盟研究與創新》雜志（邁克爾·艾倫）：人類與早已滅絕的親屬之間的基因聯系正在一個迅速擴展的研究領域——古蛋白質組學——中被繪制出來。
它們幾乎是蛋白每一家新奇t恤店里的必備物品:幽默的人類進化畫報，五個剪影——從猿到人——通常最后一個被滑板者、為人達斯·維德或者甚至是類進條形碼取代。
無論這些時尚聲明如何描述人們的化提幽默感，它們都揭示了人類進化的鍵的見解魅力。
蛋白質粉末
現在，古代骨骼供關研究人員正處于獲取更多關于人類家譜知識的中的質尖端。這都歸結于蛋白質。蛋白
分析古代材料中的為人蛋白質，一個被稱為古蛋白質組學的類進領域，可以讓人們超越DNA審查的化提界限，是鍵的見解一個快速發展的研究領域，也涉及生物學，古代骨骼供關古生物學和考古學。
史前蛋白質可以在各種環境條件下生存。
丹麥哥本哈根大學的古蛋白質組學專家Enrico Cappellini博士說:“我們可以從溫帶環境中提取古老的蛋白質，也可以從接近我們的緯度地區提取蛋白質。”“然后我們開始看到，我們可以從來自熱帶環境的物種中提取蛋白質。”
Cappellini領導了一個項目，該項目得到了歐盟的資助，旨在將古蛋白質組學研究推進到原始人的進化中，原始人是一個廣泛的群體，包括所有的類人猿及其祖先。
雖然被稱為落后，但該項目仍在向前推進。它運行五年，直到2026年底。
2023年7月，在bioRxiv上發表的一篇文章中，Cappellini和他的同事們揭示了有史以來從人科動物中收集的最古老的基因數據，這一類別比人科動物窄，包括被視為人類或人類直接祖先的物種。
這個信息來自于200萬年前生活在非洲的一個遠親。測序的蛋白質是從四顆牙齒的琺瑯質中提取的，這四顆牙齒是在南非世界遺產人類搖籃約翰內斯堡西北40公里處的一個洞穴中發現的。
逆向工程
DNA攜帶遺傳信息，而蛋白質是遺傳信息的表達。
這意味著科學家可以對蛋白質的氨基酸序列進行逆向工程，以獲得DNA信息。
蛋白質可以比DNA存活更長時間。
這種長壽對研究人員來說至關重要，因為他們說，要了解更多關于人類物種的歷史譜系，需要查看77.7萬年至12.6萬年前的中更新世時期。
“在中更新世，我們幾乎沒有保存下來的DNA，”哥本哈根大學的人類進化專家弗里多·韋爾克博士說。"因此，蛋白質是獲取某些遺傳信息的潛在分子解決方案."
Welker領導了一個由EU-資助的獨立項目，旨在改善古代骨骼蛋白質的提取和計算分析，同時限制對人類化石的破壞。
這項名為PROSPER的五年計劃將持續到2025年11月。這項研究的重點是古老的蛋白質和蛋白質組，這是一大組蛋白質。
根據Welker的說法，目標是使科學家能夠從古代骨骼中提取足夠多的蛋白質，以解決關于13萬年前時期的進化問題。
“有許多途徑可以探索——化學的、計算的和其他的——有望讓我們獲得更大、更豐富的蛋白質組，”他說。
超越DNA
DNA測序技術幾十年的進步使科學家能夠從非常古老的人類骨骼中提取遺傳物質，并將其與現代人類的遺傳物質進行比較。
這為已滅絕的人類的遺傳歷史提供了重要的見解，例如人類DNA和尼安德特人DNA之間的相似性。
2010年，古老的DNA甚至使科學家們能夠識別出一個以前未知的人類物種——丹尼索瓦人。
但是DNA只是不能存活足夠長的時間來提供蛋白質在打開史前數據的巨大新來源方面的潛力。
PROSPER還將尋求提高對樣本污染的理解，這種污染可能發生在人類挖掘和處理古代骨骼遺骸的時候。
“在研究古代生物分子時，污染是一個真正的問題，”韋爾克說。“我們需要考慮如何識別污染以及如何從我們的數據集或樣本中去除污染的策略。”
古老的猩猩
Welker和Cappellini在這一領域處于世界研究的前沿。
2019年，兩人都是科學家中的一員，他們從一種現已滅絕的大型類人猿物種Gigantopithecus blacki中去除了主要的蛋白質，這種類人猿生活在大約200萬年至35萬年前。
該研究小組從中國南部亞熱帶地區的一個洞穴中的一顆190萬年前的臼齒中提取了蛋白質。
黑巨猿在東南亞的森林地區游蕩。它與其他類人猿物種的進化關系尚不清楚。
Welker，Cappellini和他們的同事發現的蛋白質序列表明，巨猿群與猩猩密切相關，在大約1000-1200萬年前有共同的祖先。
也許最重要的是，它表明，大約200萬年前的蛋白質組可以從熱帶條件下保存的樣本中檢索出來。
這開啟了在人類和人類進化中擴展生物分子研究的可能性，遠遠超出了以前的限制。
“在這之后——這是落后項目的一部分——我們說我們也應該看看來自非洲的材料，”卡佩里尼說。
世界各地發現了大量的人類化石，人類的搖籃和東非大裂谷周圍地區是特別豐富的地點。
“分析這種材料極具挑戰性，因為我們回收的蛋白質數量極其有限，”卡佩里尼說。
如果古蛋白質組學能夠解開這些古代人類的秘密，我們將會更多地了解他們的進化關系，從非洲傳播到全球，以及與考古記錄中的活動(如生火)的聯系。
這反過來幾乎肯定會為人類自己的古代歷史提供更多關鍵的見解。