古代骨骼中的蛋白质可以为人类进化提供关键的见解
古代骨骼中的蛋白质可以为人类进化提供关键的见解。鸣谢:来自Pexels的Andrea Piacquadio
（蜘蛛网eeook.com）据《地平线:欧盟研究与创新》杂志（迈克尔·艾伦）：人类与早已灭绝的亲属之间的基因联系正在一个迅速扩展的研究领域——古蛋白质组学——中被绘制出来。
它们几乎是每一家新奇t恤店里的必备物品:幽默的人类进化画报，五个剪影——从猿到人——通常最后一个被滑板者、达斯·维德或者甚至是条形码取代。
无论这些时尚声明如何描述人们的幽默感，它们都揭示了人类进化的魅力。
蛋白质粉末
现在，研究人员正处于获取更多关于人类家谱知识的尖端。这都归结于蛋白质。
分析古代材料中的蛋白质，一个被称为古蛋白质组学的领域，可以让人们超越DNA审查的界限，是一个快速发展的研究领域，也涉及生物学，古生物学和考古学。
史前蛋白质可以在各种环境条件下生存。
丹麦哥本哈根大学的古蛋白质组学专家Enrico Cappellini博士说:“我们可以从温带环境中提取古老的蛋白质，也可以从接近我们的纬度地区提取蛋白质。”“然后我们开始看到，我们可以从来自热带环境的物种中提取蛋白质。”
Cappellini领导了一个项目，该项目得到了欧盟的资助，旨在将古蛋白质组学研究推进到原始人的进化中，原始人是一个广泛的群体，包括所有的类人猿及其祖先。
虽然被称为落后，但该项目仍在向前推进。它运行五年，直到2026年底。
2023年7月，在bioRxiv上发表的一篇文章中，Cappellini和他的同事们揭示了有史以来从人科动物中收集的最古老的基因数据，这一类别比人科动物窄，包括被视为人类或人类直接祖先的物种。
这个信息来自于200万年前生活在非洲的一个远亲。测序的蛋白质是从四颗牙齿的珐琅质中提取的，这四颗牙齿是在南非世界遗产人类摇篮约翰内斯堡西北40公里处的一个洞穴中发现的。
逆向工程
DNA携带遗传信息，而蛋白质是遗传信息的表达。
这意味着科学家可以对蛋白质的氨基酸序列进行逆向工程，以获得DNA信息。
蛋白质可以比DNA存活更长时间。
这种长寿对研究人员来说至关重要，因为他们说，要了解更多关于人类物种的历史谱系，需要查看77.7万年至12.6万年前的中更新世时期。
“在中更新世，我们几乎没有保存下来的DNA，”哥本哈根大学的人类进化专家弗里多·韦尔克博士说。"因此，蛋白质是获取某些遗传信息的潜在分子解决方案."
Welker领导了一个由EU-资助的独立项目，旨在改善古代骨骼蛋白质的提取和计算分析，同时限制对人类化石的破坏。
这项名为PROSPER的五年计划将持续到2025年11月。这项研究的重点是古老的蛋白质和蛋白质组，这是一大组蛋白质。
根据Welker的说法，目标是使科学家能够从古代骨骼中提取足够多的蛋白质，以解决关于13万年前时期的进化问题。
“有许多途径可以探索——化学的、计算的和其他的——有望让我们获得更大、更丰富的蛋白质组，”他说。
超越DNA
DNA测序技术几十年的进步使科学家能够从非常古老的人类骨骼中提取遗传物质，并将其与现代人类的遗传物质进行比较。
这为已灭绝的人类的遗传历史提供了重要的见解，例如人类DNA和尼安德特人DNA之间的相似性。
2010年，古老的DNA甚至使科学家们能够识别出一个以前未知的人类物种——丹尼索瓦人。
但是DNA只是不能存活足够长的时间来提供蛋白质在打开史前数据的巨大新来源方面的潜力。
PROSPER还将寻求提高对样本污染的理解，这种污染可能发生在人类挖掘和处理古代骨骼遗骸的时候。
“在研究古代生物分子时，污染是一个真正的问题，”韦尔克说。“我们需要考虑如何识别污染以及如何从我们的数据集或样本中去除污染的策略。”
古老的猩猩
Welker和Cappellini在这一领域处于世界研究的前沿。
2019年，两人都是科学家中的一员，他们从一种现已灭绝的大型类人猿物种Gigantopithecus blacki中去除了主要的蛋白质，这种类人猿生活在大约200万年至35万年前。
该研究小组从中国南部亚热带地区的一个洞穴中的一颗190万年前的臼齿中提取了蛋白质。
黑巨猿在东南亚的森林地区游荡。它与其他类人猿物种的进化关系尚不清楚。
Welker，Cappellini和他们的同事发现的蛋白质序列表明，巨猿群与猩猩密切相关，在大约1000-1200万年前有共同的祖先。
也许最重要的是，它表明，大约200万年前的蛋白质组可以从热带条件下保存的样本中检索出来。
这开启了在人类和人类进化中扩展生物分子研究的可能性，远远超出了以前的限制。
“在这之后——这是落后项目的一部分——我们说我们也应该看看来自非洲的材料，”卡佩里尼说。
世界各地发现了大量的人类化石，人类的摇篮和东非大裂谷周围地区是特别丰富的地点。
“分析这种材料极具挑战性，因为我们回收的蛋白质数量极其有限，”卡佩里尼说。
如果古蛋白质组学能够解开这些古代人类的秘密，我们将会更多地了解他们的进化关系，从非洲传播到全球，以及与考古记录中的活动(如生火)的联系。
这反过来几乎肯定会为人类自己的古代历史提供更多关键的见解。
