Zachování dinosauřích proteinů

…fikce nebo skutečnost?

Dinosauří „měkké tkáně“ jsou kupodivu známy velmi dlouho – první otisky dinosauří kůže byly totiž objeveny již v 50. letech 19. století. Skvěle zachované „mumie“ kachnozobých dinosaurů pak rovněž známe již více než století – první byla odkryta ve Wyomingu roku 1908. Pozůstatky původních organických molekul a chemických látek z těl živočichů starých desítky či stovky milionů let jsou však již podstatně novější záležitostí (i když první průkopnické objevy tohoto druhu spadají již do roku 1956). Tvrzení, že ze zkamenělin dinosaurů byly izolovány původní proteiny a další elementy, které by v takto dávných fosíliích být rozhodně neměly, však vědecký svět v polovině minulého desetiletí šokovalo. Sférické struktury, mající vzhled červených krvinek a strukturální proteiny z těla svrchnojurského sauropoda druhu Diplodocus hallorum byly sice ohlášeny již v první polovině 90. let minulého století, skutečným „trhákem“ se však stal až tyranosaurus zvaný „B-rex“, objevený v roce 2000 na východě Montany.

Tato celebrita dinosauřího světa dnes nese katalogové označení MOR 1125 a je uložena v depozitáři Museum of the Rockies v Bozemanu. V březnu roku 2005 přišla paleontoložka a biochemička Mary Higby Schweitzerová ze Státní univerzity v Severní Karolíně s vědeckými metodami podpořeným tvrzením, že a) tento dinosaurus byl ovulující samicí (důkazem je přítomnost tzv. medulární kosti, která poskytuje vápník pro tvorbu skořápky vejce) a za b) z fosilizované kosti dolní končetiny dinosaura byly izolovány původní proteiny a další chemické komplexy, které rozhodně nemohou být pouhými kontaminanty. Později přišla Schweitzerová také s podobným rozborem fosílií kachnozobého dinosaura brachylofosaura o stáří asi 80 milionů let a dospěla k podobným závěrům. Je pochopitelné, že se téměř okamžitě vzedmula vlna nedůvěry a kritiky ze strany odborné veřejnosti, která trvá dodnes. Nová studie z odborného periodika PLoS ONE však skepticismus vědecké obce opět o něco více utlumí.

…

Zuby z dolní čelisti tyranosaura MOR 1125, „dárce“ pradávného kolagenu i dalších měkkých částí těla. Rozdílná velikost obou zubů dokládá ohromnou velikostní variabilitu tyranosauří dentice. Kredit: PLoS, Wikimedia Commons (http://en.wikipedia.org/wiki/File:B-rex_teeth.jpg)

…

Schweitzerová a její kolegové totiž nově přicházejí s poznatkem, jakým způsobem se původní protein kolagen mohl zachovat po tak dlouhou dobu (v případě tyranosaura asi 68 milionů let). Propletená, provazcovitá struktura molekuly kolagenu mohla údajně odstínit části proteinu od rozkladných enzymů a rušivých chemických prvků, které by ji jinak brzy zcela rozbily. Molekuly kolagenu obsahují tři dlouhé proteinové (bílkovinné) podjednotky, které se kolem sebe otáčí v trojité šroubovici. Pět takových šroubovic skládá dohromady jednu mikrofibrilu a tisíce těchto mikrofibril pak dávají dohromady fibrilu čili vlákno. Právě složitá struktura těchto provazců prý mohla uchránit části pradávných proteinů. Zatím byla jejich přítomnost prokázána u zmíněného druhu Tyrannosaurus rex (stáří 68 milionů let) a v roce 2009 také Brachylophosaurus canadensis (asi 80 milionů let). Dle Schweitzerové je však pravděpodobné, že v budoucnu bude podobných objevů dále přibývat a rozšíří se i repertoár testovaných druhů vyhynulých zvířat.

Tým Jamese San Antonia a jeho kolegů analyzoval 11 fragmentů kolagenu a porovnával je s kolagenem lidským a krysím. Vědci zjistili, že se jedná o vzorky z nejhlouběji uložených částí mikrofibril. Jejich lokace dokonce v některých případech zcela odpovídá původnímu umístění u obou dinosaurů. Právě toto „hluboké“ umístění uvnitř mikrofibrily zřejmě napomohlo k dochování těchto měkkých částí dinosauřích těl až do současnosti. Schweitzerová používá tento fakt také jako obranu proti námitce, že se jedná o současné kontaminanty – všechny vzorky totiž pochází právě z nejvíce chráněné části někdejší mikrofibrily. Pokud by šlo o kontaminanty, měly by být přitom vzorky více náhodně rozmístěné. Její závěry navíc potvrzují také dvě další nezávislé laboratoře, které provedly stejné testy fosílií. V okolí vzorků také nebyly objeveny žádné další stopy kolagenu, což by v případě kontaminace recentním zdrojem zřejmě nebylo pravděpodobné. Konečně lze na obranu vědkyně uvést i zajímavý fakt, že pozitivní výsledky přinesly i chemické testy na přítomnost cizorodého kolagenu za použití protilátek.

Na druhou stranu však nelze opomíjet ani jeden základní fakt – dinosauří kolagen a další podobné látky by byly vpravdě úžasnou výjimkou. Nejstarší prokazatelné proteiny totiž dosud představují ledovcové bakteriální molekuly o stáří „pouhých“ stovek tisíc let. Teoretické odhady a laboratorní testy navíc naznačují, že tyto látky jednoduše nemohou přežít déle než zhruba několik milionů let. Více než 65 milionů let staré proteiny neptačích dinosaurů by tedy byly přímo fantastickým úkazem. Přestože v roce 2005, kdy Schweitzerová vyšla se svými zjištěními poprvé na světlo světa, jí věřil jen málokdo, dnes je její pozice již silnější. Postupně se hromadící přesvědčivá evidence donutila i ty nejserióznější biochemiky, kteří by se jí dříve vysmáli, k vážnému zamyšlení a snaze ověřit tyto na první pohled fantastické výsledky. Budou-li jednou prokázány a definitivně ověřeny, ocitneme se nejspíš na prahu nové (byť malé) vědecké revoluce. Implikace pro další výzkum dinosaurů, ale například také lidskou medicínu, jsou totiž nedozírné.

…

Odkazy:

http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0020381

http://www.nature.com/news/2011/110614/full/news.2011.369.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Mary_Higby_Schweitzer

http://cs.wikipedia.org/wiki/Kolagen

…