Ученые из Сколтеха и МФТИ исследовали белковый и жировой состав кости мамонта, обнаруженной на реке Яна в Сибири. Работа исследователей — одна из немногих в новом научном направлении — палеолипидомике, дополняющей палеогеномику и палеопротеомику.
Мамонт / ©web-zoopark.ru
Были идентифицированы 98 белков и 73 липида. Результаты опубликованы в журнале European Journal of Mass Spectrometry.
Интерес к изучению молекулярного состава останков существ, когда-то живших на нашей планете, возник несколько десятков лет назад. Новые методы генетического анализа позволили начать исследования ДНК, извлеченной из древних костей.
Появилось целое направление в науке — палеогенетика, позволившая разгадать много эволюционных загадок. Тем не менее одной генетики недостаточно для получения полного представления о животных, живших задолго до нас.
Кроме ДНК, в живых организмах крайне важен белковый и жировой состав. Поэтому в дополнение к палеогеномике появилась палеопротеомика, изучающая древние белки. Жировым же молекулам — липидам — уделялось мало внимания, так как большинство из них крайне нестабильны и просто не хранятся миллионы лет.
Однако некоторые липиды переживают окислительный стресс и превращаются в ископаемые останки, которые можно изучать. Изучение липидов может дать информацию о пищевых особенностях наших предков, переносимых ими заболеваниях и даже о развитости их нервной системы.
Ученые из Сколтеха и МФТИ в своем новом исследовании, затрагивающем одновременно палеопротеомику и новую палеолипидомику, c помощью современных методов жидкостной хроматографии, совмещенной с масс-спектрометрией, смогли обнаружить 98 белков и 73 липида в кости сибирского мамонта. Результаты сравнили с анализом костей современного африканского слона.
«Среди обнаруженных нами белков был не только коллаген, составляющий основу костной ткани организма, — говорит автор исследования, старший научный сотрудник Юрий Костюкевич, — но и многие другие, такие как альбумин, люмикан, остеоглицин, альфа-2-HS-гликопротеин, которые регулируют различные процессы в организме.
Что касается липидов, то, как оказалось, многие из них не сохраняются в течение такого длительного времени. Нам удалось обнаружить только триглицериды: ни фосфатидилхолины, ни сфингомиелины обнаружены не были.
Мы применили свой опыт, накопленный в области масс-спектрометрического анализа различных биологических образцов к анализу ископаемых костей, потому что хотим расширять горизонты применения масс-спектрометрии в различных областях науки.
Так как протеомные и липидомные подходы, основанные на масс-спектрометрии, уже давно зарекомендовали себя в биомедицинских исследованиях, возможно, они окажутся полезными археологам и палеонтологам».
Известно, что белки могут быть маркерами различных заболеваний. Есть примеры работ, в которых по анализу ископаемых останков можно было определить, чем болел человек.
Какую информацию смогут рассказать липиды костной ткани, до конца не понятно, и в этом исследовании ученых интересовал вопрос о том, какие липиды в принципе могут сохраниться за десятки тысяч лет в ископаемых останках. По мнению руководителя исследования профессора Сколтеха и МФТИ Евгения Николаева, последующее изучение поможет ответить на этот вопрос.
