Точная визуализация подтверждает сохранение гемоглобина в костях динозавра

от

Новое исследование Университета штата Северная Каролина выявило гемоглобин позвоночных в экстрактах костей двух динозавров и показало, что эта молекула является оригинальной для этих животных. Работа также демонстрирует, как гем, небольшая молекула, которая придаёт гемоглобину способность переносить кислород в крови, со временем деградирует.

Исследование добавляет к доказательствам того, что биологические остатки могут сохраняться в некоторых окаменелостях на протяжении глубокого времени, и даёт дальнейшее понимание процесса окаменения.

Мягкие эластичные ткани динозавров

Мягкие, эластичные ткани, извлечённые из двух динозавров — брахилофозавра канадского и тираннозавра рекса, — стали предметом многочисленных исследований за последние два десятилетия. Исследователи использовали различные методы, включая визуализацию с высоким разрешением, тестирование с помощью антител и секвенирование белков, чтобы охарактеризовать останки как биологические ткани самих динозавров.

Использование резонансной рамановской визуализации

В новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, учёные использовали резонансную рамановскую (RR) визуализацию тканей, чтобы подтвердить наличие как гема, связанного с белками глобина, так и гема, связанного с гётитом, минералом, связанным с окислением железа.

«Рамановская спектроскопия по существу использует световые волны для идентификации энергетического „отпечатка пальца“ молекулы, — говорит Ханс Халлен, профессор физики в Университете штата Северная Каролина и автор исследования. — Резонансная рамановская спектроскопия, которую мы используем здесь, выводит этот процесс на шаг вперёд, используя свет, который уже настроен на интересующую нас молекулу — так что резонировать будет только этот тип молекулы».

«Кроме того, этот тип молекулы даёт более высокий уровень сигнала, так что его сигнал „подавляет“ сигналы от других типов молекул», — добавляет Халлен. «Этот сильный сигнал позволяет нам найти иголку (остатки гемоглобина) в стоге сена (беспорядках в окаменелости) и увидеть, как эта молекула изменилась из функционального живого состояния, раскрывая химические изменения, которые молекулы претерпевают в глубоком времени».

Результаты исследования

Исследователи использовали RR для нацеливания на молекулы со связью гем-глобин. Они рассмотрели образцы брахилофозавра, тираннозавра, деминерализованной современной кости страуса и человеческой крови.

«Увеличение сигнала показывает, что гемоглобин присутствует, но изменения в сигнале также позволяют нам увидеть, что по мере деградации гемоглобина на железе внутри гемоглобина может образовываться гётит, — говорит Халлен. — Мы также можем точно определить, где кольцевая структура гема повреждена. И мы видели этот процесс как в современных, так и в древних образцах, так что мы знаем, что это происходит довольно быстро после смерти».

Результаты также исключают возможность загрязнения образцов. «Рамановская спектроскопия скажет вам, какие молекулярные связи присутствуют, но молекулярные связи не являются исключительными, так что эти связи могут быть откуда угодно», — говорит Мэри Швейцер, заслуженный профессор биологии в Университете штата Северная Каролина и соавтор исследования.

«RR идентифицирует как связи, так и структуру. Так что мы знаем, что гем присутствует и что он всё ещё связан с белком гемоглобина — у таких загрязнителей, как бактерии, нет этих специфических связей, поэтому мы можем сказать, что молекулы принадлежат животному, или, в данном случае, динозавру», — добавляет Швейцер.

Исследование также показывает, что понимание того, как гем деградирует и изменяется со временем, может помочь объяснить, как происходит окаменение и почему молекулы могут сохраняться в течение миллионов лет.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте