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古蛋白質(zhì)測序立新功 揭秘遠古巨猿親緣關(guān)系
2019年11月21日 08:55:43
來源：儀器網(wǎng) 作者：宋池 點擊量：3588
11月14日，《自然》雜志發(fā)布了一項由中外6個國家來自不同領(lǐng)域的研究人員共同完成的研究成果，明確了已經(jīng)滅絕的步氏巨猿與生活在東南亞地區(qū)的亞洲猩猩具有密切的親緣關(guān)系。研究團隊對來自廣西田東吹風(fēng)洞的一枚距今190萬年的巨猿牙齒化石進行了遺傳物質(zhì)的提取和測序。通過分析化石中殘留的古牙釉質(zhì)蛋白，研究人員確認步氏巨猿大約在1200萬年前與猩猩分離并獨立演化。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)動態(tài)】《侏羅紀公園》中科學(xué)家從保存在琥珀中吸食了恐龍血液的蚊子體內(nèi)提取了恐龍的DNA，從而在現(xiàn)代將已經(jīng)滅絕的恐龍復(fù)活。雖然現(xiàn)實中我們無法做到這一步，但科學(xué)家們一直在為提取古代化石中的遺傳物質(zhì)而努力。自上世紀80年代古DNA測序成功，研究古人類遺傳物質(zhì)的技術(shù)發(fā)展迅速，在古DNA 測序之外，古蛋白質(zhì)分析技術(shù)也登上了古人類學(xué)的研究舞臺。這些方法的應(yīng)用領(lǐng)域也拓展到諸如歐洲人口變遷等各類研究中。
11月14日，《自然》雜志發(fā)布了一項由中外6個國家來自不同領(lǐng)域的研究人員共同完成的研究成果，明確了已經(jīng)滅絕的步氏巨猿與生活在東南亞地區(qū)的亞洲猩猩具有密切的親緣關(guān)系。研究團隊對來自廣西田東吹風(fēng)洞的一枚距今190萬年的巨猿牙齒化石進行了遺傳物質(zhì)的提取和測序。通過分析化石中殘留的古牙釉質(zhì)蛋白，研究人員確認步氏巨猿大約在1200萬年前與猩猩分離并獨立演化。
在古人類學(xué)研究中，通過分析古代蛋白質(zhì)來研究人類與其他動物的歷史以及演化關(guān)系的古蛋白質(zhì)組學(xué)雖然在上世紀就已經(jīng)有所發(fā)展，但依然是一個新興領(lǐng)域。作為研究古生物遺傳物質(zhì)主力的古DNA測序技術(shù)存在著天然的局限。一是DNA的留存時間太短。目前發(fā)現(xiàn)的久遠的古人類DNA樣本來自一對43萬年前的尼安德特人，然而對于人類的演化歷史來說，追溯到43萬年前仍遠遠不夠。二是古代DNA的地區(qū)分布問題。DNA的降解速度收溫度影響很大，氣候較炎熱的地區(qū)能保留的DNA年代遠不如寒地區(qū)久遠，因此對于生活在炎熱地區(qū)的古人類，古DNA檢測往往有心無力。古蛋白質(zhì)分析技術(shù)就是在這樣的背景下發(fā)展起來的。
早在上世紀50年代就有在化石中發(fā)現(xiàn)氨基酸的研究，但直到進入21世紀之后，科學(xué)家才從現(xiàn)代蛋白質(zhì)組學(xué)中獲得靈感，利用質(zhì)譜法對古代蛋白質(zhì)進行分析研究。其原理與現(xiàn)代蛋白質(zhì)組學(xué)相同：蛋白質(zhì)分解為組成它們的肽(短鏈氨基酸)，經(jīng)液相色譜-質(zhì)譜檢測，比較實際檢測到的質(zhì)荷比和理論預(yù)測的質(zhì)荷比，從而鑒定蛋白的種類。如果蛋白質(zhì)的氨基酸組成一樣，只是順序不同，還要利用串聯(lián)質(zhì)譜，先獲得小肽的質(zhì)量，再將肽分解成更小的碎片離子，獲得二級質(zhì)譜圖譜。
這一技術(shù)已經(jīng)得取得了不少成果。除步氏巨猿的古牙釉質(zhì)蛋白外，幾個月前科學(xué)家從一頭已經(jīng)滅絕的170多萬年前的斯蒂芬犀的牙釉質(zhì)中提出了較完整的遺傳信息。雖然步氏巨猿的古牙釉質(zhì)蛋白是迄今測序的古老的骨骼蛋白，但190萬年還遠遠不是古蛋白質(zhì)的極限——2016年由研究者對380萬年前的鴕鳥蛋殼進行了蛋白質(zhì)提取與測序。
古蛋白質(zhì)測序正在像古DNA測序技術(shù)剛出現(xiàn)的時候一樣掀起了古生物學(xué)研究的變革，雖然面臨著樣本被來自現(xiàn)代的蛋白質(zhì)污染、牙齒與骨骼中所含的蛋白質(zhì)數(shù)量太少不足以提供足夠的研究所需的信息等問題，但有古DNA測序技術(shù)的前車之鑒與研究者的共同努力，古蛋白質(zhì)測序終會在古生物研究中發(fā)揮越來越大的作用。
編輯點評：生命的遺傳、演變是一門很有意義的學(xué)科，它曾讓我們明白了自己來自哪里，從何而來。在科技不斷發(fā)展的當下，科學(xué)家們有了更多辦法，不斷向古代，甚至是遠古溯源，追尋曾經(jīng)地球生命的真相。古蛋白質(zhì)測序技術(shù)的成熟應(yīng)用，相信還會為我們帶來更多的驚喜。
原標題：古蛋白質(zhì)測序立新功 揭秘遠古巨猿親緣關(guān)系
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